Antazida - Vergleiche verschiedener Medikamente und Darreichungsformen

A. Einleitung - Was mich an dem Thema interessiert hat und wie ich es bearbeitet habe.

Zu Beginn möchte ich feststellen, dass mich das theoretische Studium und die Versuche sehr interessiert haben, obwohl ich erst nach Vergabe des Themas gemerkt habe, dass es auch mit meiner Gesundheit und meiner Erfahrung mit einem Arzt zu tun hat.

Im Herbst letzten Jahres musste ich wegen Magenproblemen einen Arzt aufsuchen, wo mir ein Antazidum[1], ein gegen ein Zuviel an Magensäure wirkendes Mittel verordnet wurde. Beim Lesen des Beipackzettels hatte ich kein gutes Gefühl und habe deshalb darüber mit einem Freund gesprochen. Dabei hörte ich, dass erst vor wenigen Jahren eine Entdeckung gemacht worden war, die viele Magenbeschwerden anders als bisher erklärt. Vor 15 Jahren war mehr zufällig in der Universität Perth entdeckt worden, dass es im Magen ein Bakterium mit Namen Helicobacter Pylori gibt, was bis dahin wegen des sauren Milieus als ausgeschlossen gegolten hatte. Inzwischen hat man das sehr Milieu-anpassungsfähige Bakterium weiter erforscht und erkannt, dass es für praktisch alle gewebszerstörenden Vorgänge im Magen - bis hin zum Krebs - mitverantwortlich sein kann. Zu meinem Erstaunen stellte ich später auf der Packungsbeilage auch fest, dass der Hersteller des Präparats wegen des Helicobacter Pylori eine Warnung ("Wegen Risiken und Nebenwirkungen lesen Sie die Packungsbeilage oder fragen Sie Ihren Arzt oder Apotheker") ausgesprochen hatte. Danach soll das Antazidum nur dann angewendet werden, wenn vorher durch eine Magensaft-Untersuchung sichergestellt worden ist, dass sich dort keine Bakterien des Typs Helicobacter Pylori nachweisen lassen. Jetzt beim Studium der Antazida habe ich in der Ausgabe des Jahres 1999 der ROTEN LISTE, die der Arzt zur Auswahl der zu verordnenden Medikamente verwendet, festgestellt, dass weder bei den einzelnen Medikamenten noch im sog. Signaturverzeichnis, wo Gegenanzeigen, Anwendungsbeschränkungen, Nebenwirkungen etc. dargestellt werden entsprechende Warn-Hinweise für den Arzt zu finden sind.

Die Art der Arbeit hat mir, wie schon ausgeführt, hauptsächlich durch das den menschlichen Körper betreffende Thema gefallen, dann aber auch durch die sowohl praktische als auch theoretische Ausrichtung. Was den theoretischen Teil betrifft, habe ich mich durch Gespräche mit Arzten, und zwar einem praktischen Arzt und einer Arztin in der Forschung der Firma Solvay, informiert und mir dort Unterlagen sowie Hinweise auf geeignete Quellen geben lassen.

Zur praktischen Arbeit muss allerdings gesagt werden, dass die Mehrzahl der im Magen ablaufenden chemischen Prozesse auf unserer Basis im Chemielabor nicht durchführbar sind. Während die qualifizierteren Antazida indirekt in den Stoffwechsel der Säure produzierenden Zellen eingreifen und diesen bremsen oder ganz lahm legen, konnte im Labor nur die Wirkung der chemisch einfacheren Antazida bezüglich ihrer direkten Säurebindung (Neutralisation) gezeigt werden.

B. Theoretischer Teil

1. Erläuterung von Magenfunktionen, die zum Verständnis der Wirkungsweise der Antazida notwendig sind

1. 1 Der Magen und seine Stellung im Verdauungsprozess

Den Magen kann man als ein aus Muskelschichten gebildetes und von Schleimhaut innen völlig ausgekleidetes Hohlorgan beschreiben, das nach oben mit der Speiseröhre verbunden ist und unten durch einen Ringmuskel, den "Pförtner", in den Dünndarm führt. Die äußere Hülle bildet ein Bauchfellüberzug, die Serosa. Sie ist bedeckt mit zwei miteinander verflochtene Schichten aus glatten Muskeln. Diese glatten Muskeln unterscheiden sich von der quergestreiften Muskulatur in Aufbau und Funktionsweise. Während die quergestreifte Muskulatur der Gliedmaßen und des Körperstammes der willkürlichen Bewegung dient und dem Willen des Menschen gehorcht, steht die glatte Muskulatur des Magens und anderer Hohlorgane wie Verdauungskanal, Blutgefäße, Harnblase, Gebärmutter unter einem ihr eigenen, nicht willensbestimmten, autonom genannten Rhythmus. Er wird vom vegetativen Nervensystem bestimmt, das nicht dem bewussten Willen des Menschen unterliegt.

Der gesamte Magen-Darm-Kanal hat - ganz ausgedehnt - immerhin eine Länge von acht Metern und eine Oberfläche von zirka 100 qm, das entspricht etwa der Größe eines Tennisplatzes. Diese Größe der Oberfläche ist durch extreme Auffaltung und Zottenbildung bedingt.

Feste Speisen und Flüssigkeiten gelangen einzeln oder gemeinsam durch die Speiseröhre in den Magen. Die Ankunft der Speisen auf dem Grund des Magens führt dort zu einer Dehnung, wodurch über das unwillkürliche Signalsystem des Vagusnervs die Verdauungssäfte verstärkt produziert und in das Mageninnere abgegeben werden. Von Zeit zu Zeit laufen Muskelkonkontraktionswellen über den Magen, die den Magen-Inhalt durchmischen und vorwärts bewegen (Peristaltik). Während der Weitertransport der Flüssigkeiten einfachen mathematischen und physikalischen Regeln folgt (je Zeiteinheit wird ein bestimmter Anteil Wasser entleert), hängen Bearbeitung und Weitertransport der Speisen von Zusammensetzung und Nährstoffinhalten (Kohlehydrate, Eiweiße und Fette) sowie der Konsistenz der Nahrung ab.

1. 2 Der Magensaft in seiner Bedeutung für die Vorverdauung

Unser Magen enthält eine - in den in der Magenschleimhaut liegenden Belegzellen hergestellte - im wahrsten Sinn des Wortes 'ätzende' Flüssigkeit: den sauren Magensaft. Er ist im wesentlichen eine Mischung aus konzentrierter Salzsäure ( PH = 2) und Pepsin, einem eiweißverdauenden Enzym. Bereits in Ruhe sondert der Magen geringe Mengen von Magen-Saft ab. Diese Ruhesekretion von rd. 10 ml pro Stunde kann nach Nahrungsaufnahme bis auf 1 000 ml ansteigen. Die Magensaftsekretion wird sowohl nervös (vor allem vor der Nahrungsaufnahme) als auch hormonell gesteuert.

Die Aufgabe des Magensaftes ist es, den ersten Schritt der Verdauung (Vorverdauung) des Nahrungsbreis durchzuführen, wobei vor allem Eiweiße in ihre Bestandteile zerlegt werden. Für die Kohlenhydratverdauung werden im Magen zwar keine Enzyme gebildet, aber das kohlenhydratspaltende Enzym des Speichels (Speichelamylase, Ptyalin) wirkt so lange weiter, wie der Magen-Inhalt noch nicht durchgehend mit Salzsäure vermengt ist. Die fettspaltende Lipase wird nur in geringen Mengen gebildet. Fette durchwandern den Magen daher im wesentlichen unverdaut.

Darüber hinaus hat der Magensaft aber auch die wichtige Aufgabe, die diversen mit der Nahrung in den Körper gelangten unerwünschten potentiellen Krankheitserreger wie Bakterien, Pilze etc. abzutöten. Das gelingt dem Magen mit Hilfe des durch den Magensaft stark sauren Milieus so gut, dass man im Magen normalerweise auch keine lebenden Bakterien findet. Dies führte zu der oben angeführten Meinung, dass im Magen überhaupt keinerlei Bakterium überleben könne. Die große Ausnahme ist nun aber das Bakterium Helicobacter pylori, dessen - zufällige - Entdeckung einen Wechsel des Denkens in diesem Gebiet der medizinischen Forschung auslöste. Im Darm dagegen, ganz im Gegensatz dazu, tummeln sich Millionen oder Milliarden von Mikroorganismen, die in diesem Bereich spezifische und ausgesprochen wichtige Aufgaben bei der Verdauung und der Immunabwehr erfüllen.

Durch den Magensaft, der durch intensive Bewegungen des inneren Magens gleichmäßig über den Speisenbrei verteilt wird, werden alle festen Nahrungsmittel der ersten Verdauungsstufe, der Magenverdauung ausgesetzt, und erst wenn sie verflüssigt und vorverarbeitet/vorverdaut sind, verlassen sie - in der Regel nach längstens fünf Stunden - den Magen. Ein komplizierter Regelmechanismus sorgt außerdem dafür, dass unterschiedliche Nahrungsmittel auch unterschiedlich lange im Magen bleiben: fettreiche am längsten, danach eiweißreiche, während kohlehydratreiche Speisen nach der kürzester Zeit über den unteren Ausgang, den "Pförtner" in den Zwölffingerdarm übergehen.

Auf eine Besonderheit des chemischen Zusammenspiels zwischen Bearbeitung des Speisebreis durch den Magensaft und dem "Pförtner" ist hier noch hinzuweisen: Solange der Mageninhalt nicht ausreichend mit Verdauungssäften versetzt und damit durchgearbeitet ist, öffnet der Pförtner nicht seine Schleuse zum Zwölffingerdarm. Hier wirkt ein fein-abgestimmtes System, das einem chemischen Testlabor mit elektronischer Durchleitung der Ergebnisse an den Pförtner entspricht. Nur so kann sichergestellt werden, dass der Zwölffingerdarm das erhaltene Material auch weiterverarbeiten kann. Diese Pförtnerschleuse hat auch die Aufgabe, den sehr sauren Bereich des Magens (Ph-Wert zwischen 1 und 2) vom erheblich schwächer sauren Zwölffingerdarm zu trennen. Bei Fehlfunktion des Pförtners dringt zuviel Säure in den Zwölffingerdarm ein und kann dort Reizungen, Geschwüre etc auslösen.

1. 3 Die Magenschleimhaut und ihr Schutz gegen die eigene Säure

Wenn der Magensaft alles (vor-)verdaut, ergibt sich die Frage, warum er nicht auch die eigene Magenwand angreift und diese "verdaut". Dies ist im normalem, also gesunden Funktionszustand des Magens nicht möglich, weil er sich gegen seine eigene für die Verdauung der Nahrung selbst ausgeschüttete Magensäure auch selbst schützt. Dazu dient die Magenschleimhaut. Und zwar besteht die oberste Zellschicht der Magenwand, d. h. die der Nahrung zugewandte, aus Schleimhautzellen, die einen zähen, undurchdringlichen Schleim bilden. Aus der darunter liegenden Zellschicht, in der auch die Drüsen liegen, wird Natriumhydrogencarbonat (Natron) abgesondert, das die eindringende Säure neutralisiert. Zusätzlich sind die Zellen der Magenwand in der Lage, sich in einem sehr kurzen Regenerationszyklus auch ständig zu erneuern: Nach jeweils drei Tage sind sämtliche Zellen der Schleimhaut vollständig durch neue ersetzt. Diese beiden Mechanismen gewährleisten normalerweise einen ausreichenden Schutz vor dem Angriff der Magensäure. Allerdings ist diese Schleimhaut ein sehr empfindlicher Schutzmechanismus: Steht man z. B. unter ständigem Stress, raucht viel oder nimmt regelmäßig bestimmte schleimhautreizende Medikamente ( wie z. B. Aspirin), zu sich, konsumiert hochprozentigen Alkohol und fette Speisen, so wird die Schleimhaut ständig angegriffen und die Schutzfunktion kann trotz der Regeneration stark nachlassen. Das Eindringen der Magensäure in die vorgeschädigte Schleimhaut wird auch durch eine allgemeine Dehydration (Wassermangel) des menschlichen Körpers begünstigt, da bei Wassermangel die Schleimhautzellen ebenso wie die des darunter liegenden Gewebes weniger prall und so anfälliger gegen das Eindringen der Säure sind. Diese Entdeckung machte der iranischer Forscher BATMAN GELIJ.

Seine Erläuterungen hierzu befinden sich im Anhang.

1. 4 Die Entstehung der Magenschleimhautentzündung und des Magengeschwürs

Bis zur Entdeckung des schon erwähnten Magenbakteriums Helicobacter Pylori ging man davon aus, und soweit das Bakterium nicht nachgewiesen ist, gilt das auch unverändert, dass diese dauerhaften Schleimhautreizungen mit Eindringen der Magensäure in das Untergewebe der Grund für Magen- und Zwölffingerdarmgeschwüre sind. Wenn der Schutz versagt, so lautet die Theorie, kommt es zunächst zu einer Magenschleimhautentzündung und dann bei längerer Fortsetzung des Reizungs- und Zerstörungsprozesses zu den schmerzhaften Magen- und meist gleichzeitig auch zu Zwölffingerdarmgeschwüren. Im schlimmsten Fall bricht die Magenwand sogar an den durch die Geschwüre durchgefressenen Stellen durch (man spricht hier von einer Magenperforation, also einer Öffnung in den Bauchraum), und es kann zu tödlichen Blutungen kommen.

1. 5 Die Grundidee der Antazida

Als einzige Therapie gegen die mit der Wirkung eines Zuviel an Säure erklärten Verletzungen der Magenwand bis hin zum Geschwür sah man bis vor wenigen Jahren die Verminderung der Säure im Magen an. Die Säure musste zumindest solange gemindert oder unterbunden werden, um die Geschwüre ausheilen zu lassen. Diese alte - und trotzdem nicht richtige - Theorie war schon vor 2000 Jahren im Umlauf, und schon damals nahmen die Menschen bei Magenproblemen sogenannte Antazida, also säurebindende Substanzen, zu sich. Damals wurden geriebene Korallen, Knochenmehl oder bestimmte Mineralerden ( z. B. Tonerde) verabreicht, um damit die überschüssige Säure zu binden, d. h. chemisch gesehen, zu neutralisieren. Auch heute sind traditionelle Antazida (Neutralisierende Antazida, d. h. Schwache Basen oder Salze schwacher Säuren) noch häufig eingesetzte Arzneimittel. Die Präparate sind inzwischen jedoch konzentrierter und leichter zu schlucken, obwohl die Wirkstoffe im Prinzipbezeichnet. die gleichen sind wie vor Jahrtausenden. Das Problem bei all diesen Medikamenten blieb jedoch immer das gleiche: Sie sind zwar wirkungsvoll und, solange man sie einnimmt, beseitigen sie auch die Beschwerden, aber sobald man die Medikamente absetzt, kehren auch die Beschwerden wieder.

Aus diesem Grund hat die pharmazeutische Forschung zwischenzeitlich jedoch - und zwar vor Entdeckung des Helicobacter Pylori -erheblich wirkungsvollere Medikamente zur Bekämpfung der Säure im Magen entwickelt, die nicht nur, wie die traditionellen Mittel die Säure binden, sondern auch in den in den Drüsen ablaufenden Entstehungsprozess der Säuren eingreifen. Sie tun dies durch die sogenannten H-2-Blocker, die eine Minderung der Säuremenge bewirkt und durch die sogenannten Protonenpumpenhemmer, die die völlige Unterbindung der Säureentstehung in den Drüsen bewirken. Diese Medikamente werden im Gegensatz zu den nur neutralisierenden Antazida als Säuresekretionshemmer bezeichnet.

1. 6 Die Wirkungsweise der H2- Antihistaminika

Histamin ist ein in vielen Körperprozessen wirksames biogenes Amin, das für viel Prozesse vorhanden sein muss, um sie in Gang zu setzen und zu beschleunigen. Man nennt es auch den 'Hauptstimulus' vieler Zellvorgänge. Diese Rolle spielt es auch bei der Säureproduktion in den Belegzellen des Magens. Die Antihistaminika nutzen, wie der Name schon sagt, diese Tatsache und blockieren die H2-Rezeptoren genannten Stellen im biologischen Prozess, an denen die Histaminika arbeiten wollen. Soweit das gelingt, wird die Säureproduktion in den Drüsen des Magens reduziert oder gänzlich unterbunden.

Die derzeit zur Verfügung stehenden mit H2- Antagonisten arbeitenden Medikamente sind unter anderen: CimetidinÒ, Ranitidin , Famotidin , Nizatin und Roxatidinacetat . Diese aufgrund der beschriebenen Wirkungsweise auch als H2- Antagonisten bezeichneten Produkte lindern durch die Säurehemmung rasch die Schmerzen, beschleunigen die Heilung und rufen - nach bisherigen Kenntnissen - nur selten Nebenwirkungen hervor.

Sofern aber, wie es häufig der Fall ist, die eigentliche Ursache der Ulkuskrankheit (Geschwüre) eine Infektion mit Helicobacter pylori ist, ergibt die zeitlich begrenzte Hemmung der Säureproduktion keine dauerhafte Heilung.

1. 7 Das Bakterium Helicobacter Pylori; die neue Erklärung für div. Magenkrankheiten

Während früher ein Zuviel an Magensäure als Hauptursache vieler Magenkrankheiten und folglich die Antazida als deren logische Heil- oder Linderungsmittel angesehen wurden, weiß man seit der Entdeckung des Magenbakteriums, dass das - zumindest teilweise - ein Irrtum war. Deshalb wird heute genauer erforscht, was das Bakterium im Magen anrichtet. Wie viele Bakterien kann sich auch Helicobacter pylori seiner Umwelt anpassen, und zwar tut er das im Magen mit Hilfe des Enzyms Urease. Dieses Enzym bildet er aus Harnstoff (einer Substanz, die in großen Mengen beim Zersetzen des Nahrungsbreis entsteht), eine Ammoniakwolke um den Keim und rüstet sich so mit einer säureneutralisierenden Substanz aus, die man als eine raffinierte Art 'chemischer Schutzanzug' bezeichnen kann. Der Keim - nun gegen die Säure geschützt - bohrt sich in die Schleimschicht der Magenwand und setzt sich auch auf den Zellen darunter fest. Hier vermehrt er sich und sendet giftige Substanzen in die umliegenden Zellen. Als Folge dieses Eindringens entzünden sich nun die Schleimhautzellen, und so entsteht wieder die bekannte Magenschleimhautentzündung ("Gastritis"), nur hier nicht, wie immer behauptet, durch Säure, sondern durch Bakterien verursacht.

Der menschliche Körper ist nicht in der Lage, den Keim mit seinen üblichen Abwehrmethoden wieder loszuwerden. Zwar versucht der Magen, wahrscheinlich durch Ausschütten von mehr Magensäure gegen die Eindringlinge vorzugehen, aber das gelingt nicht, weil der konventionelle Arzt - nicht nur früher, sondern oft auch noch heute - Antazida verordnet und damit die Versuche des Organismus zunichte macht, den Feind durch Säure abzutöten. Ein einmal Infizierter behält den Helicobacter auch, es sei denn die Zusammenhänge werden richtig erkannt, und eine richtige Therapie zu seiner Zerstörung wird eingeleitet. Dies kann mit einem "Antibiotika-Mix" erfolgen. Genauso wirksam - und dabei völlig frei von Nebenwirkungen - ist aber eine Therapie mit dem Extrakt aus Kernen der Pampelmuse, was von Heilpraktikern nachweisbar mit Erfolg angewendet wird. Nach neuesten Forschungen entwickeln ca. 10% aller mit Helicobacter Pylori Infizierten ein Magengeschwür, sogar bis zu 30% ein Zwölffingerdarmgeschwür. Man geht heute davon aus, dass das Bakterium in der Regel an diesem Krankheitsgeschehen beteiligt ist. Deshalb ist das Versäumnis, einen Test auf das Bakterium durchzuführen, ein ärztlicher Fehler.

2. Detaillierte Betrachtungen über Antazida

2. 1 Die Wirkungsweise der Antazida

Wo die Salzsäure - ohne nachgewiesenes Bakterium - für die Entstehung die Magenbeschwerden eine Schlüsselrolle einnimmt, muss die Überproduktion(Hypersekretion) durch entsprechende Basen oder Salze schwacher Säuren neutralisiert werden. Die schleimhautschädigende Wirkung des Magensaftes lässt sich abschwächen, indem die Protonen-Konzentration durch Zugabe von basischen, d.h. Protonen-bindenden Mitteln herabgesetzt wird. Solche Verbindungen sind hauptsächlich NaHCO₃, CaCO₃, Al(OH)₃ und Mg(OH)₂.

Der die Säure neutralisierende Effekt dieser Antazida kann therapeutisch bei einer 'Übersäuerung' des Magens nach Diätfehlern, Alkoholmissbrauch usw. ausgenutzt werden.

Bei der Auswahl und Anwendung eines Antazidum sind sein Säureneutralisationsvermögen als gewünschte Wirkung sowie seine Resorbierbarkeit als unerwünschte Nebenwirkung zu berücksichtigen.

2. 2 Standardmethode zur Beurteilung der Wirksamkeit von Antazida

Die im Handel befindlichen Präparate unterscheiden sich beträchtlich hin­sichtlich ihrer Neutralisationskapazität. Diese kann titrimetrisch bestimmt werden und ist eine für die Beurteilung der Wirksamkeit der Präparate entscheidende Größe. Bei der Bemessung der Dosierung geht man davon aus, dass die Sekretionsrate des Magens nach Sti­mulation durch ankommende Nahrung durchschnittlich 50 mmol HCl pro Stunde beträgt. Die zur Erhöhung des pH-Wertes auf 3,5 die notwendige Dosis ist der unterschiedlichen Neutralisationskapazität entsprechend sehr verschieden. Bei Überproduktion (Hypersekretion), bei der dagegen pro Std. etwa 150 mmol HCl produziert werden, müsste die Dosis, um das gleiche Ziel zu erreichen, bei jedem eingesetzten Medikament auf das Dreifache erhöht werden. Bei zahlreichen im Handel befindlichen Antazida-Präparaten reicht die empfohlene Dosierung hierfür, d. h. die Hypersekretion, nicht aus. Jedoch sind Antazida auch in kleineren Mengen, die nicht zu einer länger anhaltenden, deutlichen Anhebung des Magen-pH-Werts ausreichen, bei Ulkus- (Magengeschwür) Patienten wirksam.

Es muss aber darauf hingewiesen werden, dass die im Reagenzglas ("in vitro") ermittelte Neutralisationskapazität noch nicht unbedingt eine widerspruchsfreie Wirkungsvorhersage von Antazida möglich macht, weil sie beispielsweise die unterschiedlichen Pufferkapazitäten der einzelnen Antazida noch außer Betracht lässt.

2. 3 Betrachtung der einzelnen Antazida und ihrer Wirkungen

Im folgenden werden verschiedene handelsübliche Antazida auf ihre Wirksamkeit sowie ihre Nebenwirkungen hin untersucht, und zwar zunächst die "traditionellen" Mittel und dann die modernen auf Basis von Aluminium- / Magnesiumhydroxid.

2. 3. 1 Traditionelle Antazida

Natriumhydrogencarbonat (NaHCO₃) Von dem früher viel gebrauchten Natriumhydrogencarbonat wird heute abgeraten, da bei der Neutralisation von Salzsäure durch Natriumhydrogencarbonat rasch große Mengen von Kohlendioxid freigesetzt werden, was unter anderem erhebliche, als unangenehm empfundene Blähungen verursachen kann. Darüber hinaus kann das entstehende CO₂ bei einem Magengeschwür zu einer Magenwanddurchbruch führen.

Die Reaktionsgleichung für die Säurebindung lautet

NaHCO₃ + HCl NaCl+ H₂0+ CO₂

Das Natriumhydrogencarbonat geht zwar im Magen schnell in Lösung über und senkt daher auch die Säurekonzentration rasch stark ab, aber die puffernde neutralisierende Wirkung ist auch nur von kurzer Dauer. Der ausgeprägte Anstieg des Magen-pH-Werts kann darüber hinaus zu einer ausgleichenden Gastrin-Ausschüttung, d. h. zu einer ver­mehrten Säureproduktion führen. Diese säureerhöhende Reaktion des Magens in Verbindung mit einem säuresenkenden Mittel bezeichnet man mit dem Fachausdruck "acid rebound".

­Ein weiterer schwerwiegender Nachteil liegt darin, dass die Natriumionen praktisch vollständig resorbiert werden, wodurch die Alkalibelastung des Or­ganismus zunimmt. Dies kann bei Patienten mit Hypertonie (Bluthochdruck) oder Herzinsuffizienz (Herzschwäche) zu Schädigungen führen und ist deshalb streng kontra-indiziert.

Calciumcarbonat, dessen Bedeutung als Antazidum eben­falls zurückgegangen ist, reagiert wie Natriumhydrogencarbonat mit der Magensalzsäure unter Kohlendioxid-Entwicklung, allerdings ist die dabei entstehende C0₂-Menge deutlich geringer und daher weniger störend.           

Die Reaktionsgleichung für die Säurebindung lautet

CaCO₃+ 2 HCl CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Die säurepuffernde Wirkung von CaCO₃ setzt nach oraler Zufuhr langsam ein, hält aber längere Zeit an. Im Dünndarm entstehen Carbonate und Phosphate, deren Resorptionsquote ca. 10% beträgt.

Die wichtigste Nebenwirkung nach längerer Anwendung ist eine mögliche Hyperkalzämie (erhöhter Gehalt des Blutes an Calcium) sowie die Ablagerung von Kalk-Salzen in verschiedenen Geweben, vor allem der Niere. Ob Calciumionen eine reaktiv verstärkte Magensäuresekretion (acid rebound) auslösen, ist umstritten. Calciumcarbonat wirkt außerdem schwach obstipierend (verstopfend).

2. 3. 2 Moderne Antazida         

Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂) ist in Wasser schlecht löslich und reagieret langsam mit Magen-Salzsäure, und zwar unter Bildung von Magnesiumchlorid.

Die Reaktionsgleichung für die Säurebindung lautet

Mg(OH)₂ + 2 HCl Û MgCl₂ + 2 H₂O Mg(OH)Cl + HCl + H₂O

Aus diesem und im Speisebrei vorhandenen Substanzen entstehen im Dünndarm Phosphate und Carbonate. Die neutralisierende Wirkung tritt rasch auf. Weniger als 10% der zugeführten Menge werden resorbiert. Der Organismus scheidet die aufgenommenen Magnesium-Ionen normalerweise aber auch schnell aus.  

Als Nebenwirkung tritt häufig Diarrhö (Durchfall) auf, da Magnesiumionen laxierend wirken.

Aluminiumhydroxid (Al(OH)₃) neutralisiert Salzsäure (unter Bildung von Aluminiumchlorid), außerdem bindet es sie auch teilweise adsorptiv.

Die Reaktionsgleichung für die Säurebindung lautet

Al(OH)₃ + 3HCI AlCl₃ + 3H₂0 Al(OH)C1₂ + HCI+2H₂0

Die Resorptionsquote der Aluminiumionen beträgt ca. 1%, wobei jedoch säurehaltige Geträn­ke die Resorption verstärken können. Aluminiumhydroxid wirkt schwach obstipierend.

Die Kombination von Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid wird gewählt, um die gegensätzlichen Effekte beider Antazida in bezug auf die Darm-Motilität zu nutzen. Magnesiumhydroxid ist nämlich laxierend, Aluminiumhydroxid dagegen obstipierend. Wenn ein Antazidum benötigt wird, empfiehlt sich also entweder die Kombination des Einsatzes von Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid oder die Komplexverbindung dieser beiden Hydroxide in einem Medikament.

Eine weitere Möglichkeit der Kombination zweier Mittel sind die Magnesium-Aluminium-Silikate, die in ihrer Wirkung ungefähr der einer Kombination von Magnesium- und Aluminiumhydroxid. entspricht Bei langdauernden Verwendung muss allerdings mit der Bildung silikathaltiger Nierensteine gerechnet werden.

Aluminiumhydroxid als Phosphatfänger - Die phosphatbindenden Eigenschaffen von Aluminiumhydroxid werden bei nierenkranken Patienten therapeutisch ausgenutzt. Und zwar werden nicht nur die mit der Nahrung zugeführten Phosphate, sondern auch die aus dem Blut in den Darm abgesonderten Phosphate durch das in Gegenwart der Magensäure gebildete Aluminium-Chlorid in unlösliches AlPO₄ übergeführt. Dabei wird das Phosphat schwerlöslich und mit den Stuhlgang ausgeschieden. Hierdurch gelingt es, bei Diabetes-Patienten die Dialysefrequenz herabzusetzen.

Die Reaktionsgleichung für die Phosphatbindung lautet

Na₂HPO₄ + NaH₂PO₄ + 2AlCl₃ 2AlP0₄ + 3NaCl + 3HCl

Es bedarf bei langdauernder Anwendung der sorgfältigen Kontrolle der Patienten, die zur leichteren Erreichung des Therapieziels oft auch eine phosphatarme Diät erhalten. Das Therapieziel ist die Verhinderung der Ausbildung eines sog. se­kundären Hyperparathyroidismus, das ist eine Überproduktion von Parathormon durch die Nebenschilddrüse. Die zu starke Senkung des Phosphatspiegels kann langfristig zu einer Osteomalazie (Knochenerweichung) infolge von Calcium- und Phosphatmangel führen.

Systemische Toxizität von aluminium- und magnesiumhaltigen Antazida - Diese beiden Verbindungen sind schwer löslich, so dass die Resorption ihrer Alkali-Anteile als gering und als zu vernachlässigen angesehen wurde. Trotz der geringfügigen Resorption von nur rund 1% (bei Aluminiumhydroxid) können bei chronischer Einnahme von aluminiumhaltigen Antazida dennoch nicht zu vernachlässigende Aluminiummengen in den Organismus gelangen. Bedrohlich wird die chronische Aluminium Aufnahme, wenn gleichzeitig eine Niereninsuffizienz besteht.

Die akute Toxizität löslicher Aluminiumverbindungen ist gering (die LD-50[2] von AlCl₃ bei der Ratte:420 mg/kg AL). Der Wirkung Mechanismus ist nicht bekannt.

Das über Aluminium Gesagte gilt auch für Magnesium. Die Resorption von Magnesium aus Magnesiumhydroxid haltigen Antazida kann bis zu10 % betragen.

Auch hier nimmt das Risiko dann erheblich bis zu Todesfällen zu, wenn gleichzeitig eine Niereninsuffizienz besteht.

Toxische Wirkung von Magnesium - Der menschliche Körper des Erwachsenen enthält rund 100 g Magnesium. Die Hälfte davon befindet sich im Knochen, rund 45 % sind intrazellulär und nur 5 % in der extrazellulären Flüssigkeit.

Der Mensch nimmt mit der Nahrung täglich zwischen 40 und 80 μmol Magnesium zu sich und ein Drittel davon wird resorbiert. Die Ausscheidung erfolgt über die Nieren.

Magnesium spielt bei einer großen Zahl von biochemischen Reaktionen eine wichtige Rolle. Bei Reaktionen, an denen Magnesium beteiligt ist, fällt die Ahnlichkeit mit der bei Calciumionen auf. Magnesium kann bei der intestinalen (zum Verdauungssystem gehörend) Resorption die Transporteinrichtung von Calcium mitbenutzen.

Auch am Zentralnervensystem gibt es enge Verbindungen zwischen der Wirkung von Magnesium- und Calciumionen. Der Abfall der Magnesium-Konzentration im Plasma bewirkt eine gesteigerte Erregbarkeit des Zentralnervensystem, die bis zu Krämpfen und psychotischen Krankheitszeichen führen kann.

Hohe Magnesium-Konzentrationen verursachen eine schlaffe Skelettmuskulatur bis hin zur Lähmung. Diese sogenannte Magnesium-Narkose trägt ihren Namen jedoch zu Unrecht, weil die Betroffenen bei vollem Bewusstsein sind. Die Lähmung der Skelettmuskulatur tritt bei Konzentration von >30 mmol pro Liter Plasma auf.

Am Herzen ähnelt die Wirkung der Magnesiumionen der von Calciumionen. Hohe Konzentrationen (20-30 mmol/Liter Plasma) verlängern die Überleitungszeit, und höhere Konzentrationen führen zu einem Herzstillstand in der Diastole (Druck bei Blutrückfluss; Gegenteil Systole).

Sucralfat - S0₃(A1₂(OH)₅

Sucralfat (Ulcogant®), ist eine salzartige, wasserunlösliche Verbindung von Aluminiumhydroxid und Saccharosesulfat. Sie bildet auf der Oberfläche des Ulkus (Geschwür) Komplex-Verbindungen mit basischen Proteinen und verhindert dadurch den Angriff aggressiver Faktoren wie Salzsäure, Pepsin und Galle, und zwar vor allem an den ulcerierten Stellen der Schleimhaut. Daneben adsorbiert Sucralfat Pepsin und - allerdings bei niedrigen pH-Werten - auch Gallen-Säuren, der eine große Rolle in der Entstehung der Schleimhautentzündung des oberen Dünndarms zugeschrieben wird.

Sucralfat hat auch schmerzlindernde Wirkung bei Geschwüren sowohl des Magens als auch des Zwölffingerdarms. In kontrollierten klinischen Studien wurde nachgewiesen, dass die Abheilungsrate von Zwölffingerdarmgeschwüren dann beschleunigt ist, wenn Sucralfat jeweils 1 Stunde vor den Mahlzeiten eingenommen wird.

Wichtig ist, dass Sucralfat auf den leeren Magen eingenommen wird, damit es seine schleimhautschützenden Eigenschaften entfalten kann. Sucralfat wird deshalb in 4 Einzeldosen von je 1 g jeweils 1 Stunde vor den Mahlzeiten verabreicht. Die Erhaltungstherapie wird mit täglich 2 Dosen von je 1 g durchgeführt, wodurch die Rezidivfrequenz (Häufigkeit des Wiederauftretens nach Abheilung) eindeutig gesenkt werden konnte.

Sucralfat zeichnet sich durch eine bemerkenswert geringe Anzahl unerwünschter Nebenwirkungen aus. Neben unspezifischen Wirkungen wie Schwindel und Übelkeit steht nur die durch Aluminium verursachte geringfügige Obstipation (Häufigkeit nur ca. 1,4%)

2. 4 Wechselwirkungen von Antazida mit anderen Pharmaka

Die gelartigen Al- und Mg-haltigen Antazida sind Adsorbentien (aufsaugende Substanzen), die mit vielen Pharmakai bei der oralen Anwendung Wechselwirkungen haben. Vielfach wird nur die Ausbildung des Maximums des Medikaments im Blut verzögert, oft aber auch die insgesamt resorbierte Menge erniedrigt. In der Regel soll deshalb zwischen der Einnahme der Antazida und der anderen Arzneistoffe eine Spanne von 2-3 Stunden liegen.

2. 5 Sonstige unerwünschte Wirkungen von Antazida

Neben den bereits bei den einzelnen Medikationen typischerweise erwähnten Nebenwirkungen sind noch folgende weitere zu beschreiben.

2. 5. 1 Alkalose

Durch die Neutralisation der Magensäure verliert der Organismus im Sinne des angestrebten Säure-Basen-Gleichgewichts Säureäquivalente, was aber bei normaler Nierenfunktion durch Ausscheidung von Bicarbonat bzw. Reabsorption von Protonen ausgeglichen werden kann. Hierfür ist jedoch Voraussetzung, dass das Antazidum nur im Magen wirkt und den Säure-Basen-Haushalt systemisch nicht belastet. Und dieses trifft nur für die Aluminiumhydroxid-haltigen Verbindungen zu, da diese zu nur rund 1% resorbiert werden. Bestandteile anderer Antazida werden in erheblich größerem Umfange in den Organismus aufgenommen und vermehren dementsprechend die Bicarbonat-Reserve, d.h., sie belasten den Säure-Basen Haushalt. Es ist offensichtlich, dass bei Gabe von Natriumhydrogencarbonat, das nahezu vollständig resorbiert werden kann, die Belastung des Organismus mit Alkali am größten ist. Mit anderen Worten heißt das, dass im Umfang der Resorption Metallanteile der Antazida die Alkalibelastung des Organismus erhöhen. Die Folge ist eine metabolische Alkalose und folglich die Ausscheidung eines alkalischen Urins. Es hängt lediglich von der Leistungsfähigkeit von Lunge und Niere ab, in welchem Umfange der Organismus die Alkalibelastung kompensieren kann. Alkalisierung des Urins über lange Zeit begünstigt Steinbildung in Niere und Blase.

2. 5. 2 Störung des Elektrolyt- und Flüssigkeitshaushaltes

Antazida können in nicht unerheblichem Ausmaß Natrium enthalten. Dies ist z.T. eine Folge des pharmazeutischen Produktionsprozesses und geschmackskorrigierender Maßnahmen. Bei langdauernder hochdosierter Einnahme sind vor allen Dingen Patienten gefährdet, die an einem nicht erkannten und nicht behandelten Bluthochdruck leiden. Die Hersteller von Antazida geben in den USA deshalb den Natriumgehalt ihrer Präparate mit an. Der Literatur zufolge kann bei gleicher Dosis von Antazida der Natriumgehalt von 0,1 bis fast 10 mmol, d.h. um das Hundertfache, schwanken! Deshalb ist einer möglichen unkontrollierten Natriumzufuhr mit Antazida eine besondere Aufmerksamkeit zu schenken! Wegen der unkontrollierten und langdauernden Natriumeinnahme ist Natriumbikarbonat unter ärztlichem Aspekt als Antazidum abzulehnen.

2. 6 Weitere Gesichtspunkte zur Darreichung der Antazida

Da die Nahrung bereits selbst durch die Verdauung Säure abbaut, werden die Antazida zwischen den Mahlzeiten eingenommen. Es bewährt sich die Gabe einer ausreichenden Dosis jeweils 1 und 3 Stunden nach den Mahlzeiten sowie zur Nacht. Die Säurehemmung soll dabei nur bis zum Frühstück hinreichen, da tagsüber ein Teil der Magensäure (50 %) durch die Mahlzeiten verbraucht wird. Insgesamt wird das Antazidum also pro Tag in sieben Einzeldosen verabreicht, was die Zuverlässigkeit der Einnahme (Compliance) in Frage stellt. Auch aus diesem Grund werden Antazida zur Ulkustherapie nicht mehr verwandt.

C. Experimenteller Teil

1. Reaktion von Salzsäure mit Natriumhydrogencarbonat (in Form von "Bullrichsalz")mit Nachweis der Freisetzung von Kohlendioxid

Bullrichsalz ist der Produktname eines volkstümlichen traditionellen Magenmittels, das durch das enthaltene Natriumhydrogencarbonat als Antazidum wirkt.

Im Versuch verwendete Materialien - Salzsäure, Bullrichsalz und Kalkwasser.

Versuchsbeschreibung - In ein Reagenzglas mit 20 ml Salzsäure (1 mol/L; pH= 0.7) wird 5 Gramm Bullrichsalz gegeben und das Reagenzglas mit einem Deckel abgedeckt, durch den ein Schlauch führt. Durch den Deckel wird verhindert, dass das freiwerdende Gas verloren geht, und mit Hilfe des Schlauches wird das Gas aufgefangen und in eine Gaswaschflasche geleitet, in der sich Kalkwasser ( Ca(OH) ₂ ) befindet.

Die Reaktion läuft sofort heftig sprudelnd ab und endet nach wenigen Sekunden. Nach Ende der Reaktion wurden folgende Beobachtungen gemacht: Der nun gemessene pH-Wert ist erhöht und beträgt 7.5. In der Gaswaschflasche zeigt sich eine weiße Trübung des Kalkwassers, und im Reagenzglas sind kleine, salzartige Partikel zu erkennen.

Erläuterung des Versuchsgeschehens - Durch Zufuhr des im Bullrichsalz enthaltenen Natriumhydrogencarbonats wird die Salzsäure neutralisiert, und zwar nach der Formel

NaHCO₃ + HCl NaCl+ H₂0+ CO₂

Das dabei freigewordene CO₂ reagiert mit Kalkwasser und erzeugt den weißen Niederschlag, der von Calicumcarbonat stammt. Die zugehörige Formel lautet:

CO₂+ Ca²⁺+ 2OH^-T CaCO₃+ H₂0

2. Untersuchung des Bullrichsalzes auf seine Pufferwirkung

Unter Pufferung versteht man die Tatsache, dass eine Lösung ihren pH-Wert bei Zusatz einer starken Säure oder Base nur weniger verändert als aufgrund der Stärke der Säure/der Base zu erwarten wäre.

Hier war zu untersuchen, ob das im Bullrichsalz enthaltene Natriumhydrogencarbonat eine solche puffernde Wirkung hat und wenn ja, in welchem Umfang.

Im Versuch verwendete Materialien - Salzsäure, Bullrichsalz

Versuchsbeschreibung - wie im ersten Versuch beschrieben wurde Bullrichsalz in die Säure mit pH-Wert 0,7 gegeben, und zwar solange, bis die Säure neutralisiert und dann sogar die basische Ionen-Konzentration höher war. Dies wurde jeweils durch Messungen des pH-Werts kontrolliert. Dieser Versuchsteil wurde beendet, nachdem der pH-Wert auf 7,3 angestiegen war.                                                                              

Dieser nunmehr basischen Lösung wurde nun durch Titration Salzsäure, und zwar erneut mit pH-Wert 0,7, hinzugefügt. Während des Versuchs wurde der pH-Wert der Lösung häufig überprüft. Der Versuch wurde bei einem pH-Wert der Lösung von 1,9 beendet (siehe Tabelle 1 im Anhang), da ein klares Ergebnis erkennbar war.

Erläuterung des Versuchsgeschehens - Tabelle 1 zeigt die pH-Werte der Ausgangslösung (Spalte 1) in Abhängigkeit von der zugegebenen Säuremenge (Spalte 2). In Spalte 3 ist die erforderliche Säuremenge abzulesen, die jeweils erforderlich ist, um den pH-Wert um den konstanten Betrag von 0,1 abzusenken. Während hierzu vom Ausgangswert von 7,3 auf 7,0 zunächst nur rund 0,9 ml Säure erforderlich waren, steigt diese Kennzahl im Bereich von pH = 6,4 auf 6 ml an. Das heißt, dass in diesem Bereich das Bullrichsalz seine stärkste Pufferwirkung zeigt. Danach allerdings, und zwar schon im Bereich von pH = 6,0, fällt dieser Wert mit 3,0 rasch auf die Hälfte und erreicht bei etwa pH = 4,0 den im weiteren Versuchsablauf nicht mehr unterschrittenen Wert von 0,1. In diesem Bereich hat die Lösung ihre Pufferwirkung gänzlich verloren. Da dieser Wert konstant blieb, wurde der Versuch bei pH = 1,9 beendet.

3. Untersuchung des Medikaments MaaloxanÒ auf vorhandene Pufferwirkung

Aus der Gebrauchsinformation des Produkts geht hervor, dass die Wirkstoffe des Medikaments Aluminiumoxid und Magnesiumhydroxid im Verhältnis 1:2 vorhanden sind. Wesentliche sonstige Bestandteile sind Saccharose und Saccharin-Natrium.

Im Versuch verwendete Materialien - 20 ml Salzsäure (1 mol/Liter; pH-Wert 0,4) , MaaloxanÒ in Tablettenform mit einem Gewicht von 9,7 g.

Versuchsbeschreibung - Die Tabletten wurden in einem Mörser zu Pulver  verrieben und dann der Säure, die in einem Reagenzglas war, zugegeben. Die Medikamente lösten sich nicht von selbst in der Säure auf, sondern mussten längere Zeit geschüttelt werden. Der erste pH-Wert wurde mit 6,8 festgestellt. Danach steigerte sich der pH-Wert innerhalb von ca. 20 Minuten auf 7,6 und sank dann innerhalb von 5 Minuten wieder auf 7,42. Nun wurde mit der Titration begonnen und während der Säurezugabe immer wieder der pH-Wert ermittelt. Dabei konnte festgestellt werden, dass bei kurzzeitiger Unterbrechung der Säurezufuhr der pH-Wert wieder anstieg, und zwar nach etwa 5 Minuten auf den ursprünglichen Wert von oder sogar etwas darüber und auf dieser Höhe stehen blieb. Darauf hin wurde in einem zweiten Durchgang erneut Säure zugegeben, woraufhin der pH-Wert auf 7,24 absank, dann nach Beendigung der Säurezufuhr und drei Minuten Pause wieder 7,42 erreichte.

Dieser Zyklus von Säurezugabe, Senkung des pH-Werts, Abwarten und Anstieg des pH-Werts wurde mehrmals wiederholt, wobei sich der obere pH-Wert Schritt für Schritt und kontinuierlich absenkte. Auf jeder Ebene führte die Pause der Säurezugabe jedoch Schritt für Schritt auch stets zu einer Erhöhung des pH-Wertes. Einzelheiten zu den Ergebnissen der zahlreichen Versuche, die bis zu einem unteren pH-Wert von 2,98 durchgeführt wurden und eine Gesamtzeit von ca. 3 Stunden in Anspruch nahmen, sind der Tabelle 2 - Ermittlung der Pufferkapazität des Antazidum Maaloxan zu entnehmen.

Erläuterung des Versuchsgeschehens - Maaloxan ist - im Gegensatz zu Bullrichsalz und anderen traditionellen Antazida - ein erheblich langsamerer Aufnehmer der Säure, die Wirkung könnte man mit der sogenannten "Retard"-Wirkung verschiedener anderer Präparate vergleichen. Es dauerte immerhin 20 Minuten, bis durch Maaloxan der pH-Wert von 0,4 auf 7,42 angestiegen war.

Was die Pufferwirkung betrifft, ist diese erheblich dauerhafter, man könnte sagen, dass das Medikament selbst bei länger andauernder Zugabe von Säure den pH-Wert verhältnismäßig hoch halten kann. Hinzu kommt, dass es dem Medikament relativ bald gelingt, - im Versuch wurden Pausen der Säurezuführung von 3 bis 5 Minuten gewählt -den pH-Wert sogar wieder zu steigern. Diese Steigerungen bleiben über die gesamte Versuchszeit hinweg deutlich messbar, jedoch gehen nach Zuführung größerer Säuremengen diese Steigerungen des pH-Werts bereits nach Zugabe immer geringerer Säuremengen wieder verloren. Schlussfolgerung: Maaloxan ist imstande, erhebliche Säuremengen zu neutralisieren, dies auch über längere Zeit und darüber hinaus den pH-Wert auch immer wieder zu steigern. Erst bei extremer Übersäuerung lässt diese Fähigkeit langsam nach.

Tabelle 1 - Ermittlung der Pufferkapazität der Bullrichsalz-Lösung

Tabelle 2

- Ermittlung der Pufferkapazität des Antazidums Maaloxan