Pulmonalia Flashcards
Anatomie der Lunge
Die Luftröhre teilt sich auf Höhe des 4. bis 5. Brustwirbels in den linken und rechten Hauptbronchius.
Der rechte Hauptbronchius teilt sich in drei Lappenbronchien, der linke Hauptbronchius nur in zwei.
Dann erfolgt eine weitere Aufteilung in verschiedene kleinere Bronchien.
Bronchialen: nach Eintritt der beiden Hauptbronchien in die Lunge,, folgt nun ein sich mehr und mehr verästelten Bronchialbaum. Diese Bronchien teilen sich immer weiter auf und letztlich in den Alveolen
Alveolen
- insgesamt etwa 300 Millionen Alveolen
- Oberfläche von ca. 80-100 m2 (Oberfläche der Atemwege nur ca. 2,5 m2)
- werden von feinem Kapillarnetz überspannt
- zwischen den luftgefüllten Alveolen und den Kapillaren, die aus der Lungenschlagader (Pulmonalarterie) hervorgehen, findet der gleiche eigentliche Gasaustausch statt
- entspricht der Respiratorischen Zone
Zelltypen
- 40 verschiedene Zelltypen (1/3 Epithelzellen)
- Luftröhre/ Bronchien: Ziliarepithel und Becherzellen (Mucus)
- Bronchiolen: Ziliarepithel einschichtig, Zivilen zunehmend kleiner bis einfaches Epithel ohne Zilien
- Alveolarzellen (Pneumozyten): Typ 1 Zellen (Stoffaustausch, Transport), Typ 2 Zellen (Surfactant-Bildung –> Phospholipide, angeordnet wie Zellmembran)
Zilien: gleiche Funktion wie in der Nase, Zilienbewegung nach außen
Reinigungsfunktion –> auch Verlust von Wirkstoff
Mucus
nur in der Trachea-Bronchialregion Zusammensetzung: - 95% Wasser - Proteine - Proteoglycane - Lipide
Alveolarepithel
- dünnwandig (0,1-0,2 um)
- Poren
- grenzflächenaktiver Flüssigkeitsfilm (Lungen-Surfactant) aus Phospholipiden (hoher Gehalt an Di-palmotyl-Lecithin und Glykoproteinen)
- pH 7,4
Resorptionsbarrieren:
Flüssigkeits(schleim)film, Epithelzellen der Alveolen, Poren (ca. 10-20 um), Basalmembran, Endothelzellen der Blutgefäße
Weg Gasraum - Blutkapillare, ca. 0,5 um
Inhalation von Aerosolen
Eindringtiefe inhalierter Teilchen in Abhängigkeit von ihrer Größe: > 30 um: Nasen und Rachenraum 20-30 um: Luftröhre 10-20 um: Bronchien und Bronchiolen 3-10 um: terminale Bronchiolen < 3 um: Alveolen und Alveolarkanäle
alle Stoffe < 10 um gefährlich
Ablagerungsmechanismen
Die Ablagerung der Partikel durch:
- Aufprall an den Wänden: Hauptmechanismus für alle Teilchen > 1 um, abhängig von Masse und Geschwindigkeit des Luftstroms
- Sedimentation: durch Gravitationskräfte an Stellen mit relativ geringer Luftstromgeschwindigkeit (Bronchiolen, Alveolen), abhängig von der Zeit, die die Partikel in solchen Bereichen verbringen; Geschwindigkeit steigt mit Partikelgröße
- elektrostatische Kräfte
- Brown’sche Diffusion: Wärmebewegungen, relevant < ca. 0,5 um, je kleiner desto bedeutender wird dieser Mechanismus
Ablagerung - Partikelgröße
900-1000 um –> optimal für Aerosol
Pulverpartikel auf Träger oder als redispergierbares Agglomerat
Resorptionsmechanismen
- paarzelluläre Route
- transzelluläre Aufnahme
- endozytotische Prozesse
- lipophile Stoffe –> Lipiddiffusion (transzellulär), schnell, Resorptions-HWZ 1 min
- hydrophile Stoffe –> parazellulär, hydrophiler Stoff mit Mr = 200 –> Resorptions HWZ ca. 1h
Mannit: in Dünndarm ca. 1-2% resorbiert, in der Lunge bis 50%
Gomogiacin- Na: im GIT 1%, in der Lunge 70% resorbiert - Makromoleküle –> auch Endozytose, Makrophagentransport (Staubpartikel)
Metabolismus: Enzymsysteme ähnlich wie in der Leber, metabolische Leistung aber geringer als im GIT und in der Leber
Aerosole und Inhalatioren
- Nebelaerosole (flüssig), Staubaerosole (fest)
- Inhalatoren: Einzel- oder Mehrdosensysteme (verschiedene Patente)
- Inhalation: Abstand vom Mund oder direkt am Mund –> Koordination (systemisch sehr schwer –> lokal)
- Treibgasdosieraerosole
- Trockenpulverinhalatoren
- Vernebelt mit Kompressoren oder Ultraschalltechnik
Wirkstoffverteilung bei Verwendung verschiedener Inhalationsgeräte
- Düsenvernebler: bis 60% des Wirkstoffs in Bronchien
- Ultraschallvernebler: < 2% des Wirkstoffs in den Bronchien
- pressluftgetriebener Düsenvernebler mit Aerosolfilter und Reservoirsystem: ca. 90% des Wirkstoffs in Bronchien
Inhalatives Insulin - Exubera
Pulver in Blister, Druckluftsystem
in Deutschland Zulassung Mai 2006 für Patienten mit Typ I und Typ II Diabetes ab dem 18. Lebensjahr - aber 2007 wieder aus dem Handel
Exubera - Probleme mit der Dosis
10mal höhere Dosis nötig als bei inhalativer Anwendung
Grund für hohe Dosierung bei oraler Inhalation:
- ca. 30% der Dosis in Bilsterpackung oder Inhalationsgerät
- 20% werden im Mund-Rachenraum deponiert
- 10% in den oberen Luftwegen
- 40% der Gesamtdosis erreichen die unteren Luftwege
- nicht mehr als 10% in den Blutkreislauf
Gründe für die Einstellung von Exubera
- Dosierungsgenauigkeit zu gering: sehr kritisch bei Diabetes
- Langzeitverträglichkeit: Effekte auf die Lunge (Krebsrisiko?) –> zu spärliche Datenlage (erwünscht wäre Studie mit > 50.000 Patienten über mehrere Jahre)
- Patienten-Ausnahmen: Asthmatiker, Raucher und Patienten mit Lungenerkrankungen
- Therapiekosten: zu hoch, ca. 5$/ Tage, 5x höher als konventionelle Therapie
- Akzeptanz: zu gering bei Ärzten (Skepsis) und Patienten (Umstellung, schmerzhafte Blutzuckermessung bleibt)
- nicht kostendeckend: bzw. zu wenig gewinnbringend für den Hersteller
- insgesamt: klinische Vorteile gegenüber Injektionstherapie zu gering
- außerdem: Inhalator unhandlich, zu groß, zu komplex, Injektion von Basalinsulin nach wie vor erforderlich
Wirkstoffe zur pulmonalen Applikation
Akute und chronische Erkrankungen, v.a. Asthma bronchiale, Bronchitis, Tuberkulose, Mykosen, Mucoviscidose, etc.; lokale als auch systemische Wirkungen
- Broncholytika: Fenoterol, Salbutamol, Salmeterol, Terbutalin
- Anticholinergika: Ipratroiumbromid, Tiotroium
- Antiallergika: Nedocromil
- Corticoide: Beclomethason, Budesonid, Dexamethason, Triamcinolon
- Antibiotika: Gentamicin, Tobramycin, Pentamidin
- Sekretolytika, Mukolytika: Ambroxol, Acetlycystein, Bromhexin, Amilorid
- Antimykotika: Amphotericin B, Nystatin , Natamycin
Peptide (Erprobung): Insulin, Somatotropin, Vasopressin, Calcitonin etc.
