Bindung, Verteilung und Wirksamkeit des Erythromycins

Zusammenfassung

Die Bedeutung der Antibiotika-Bindung im Organismus ist nach wie vor umstritten. Grundsätzlich gilt nur das freie, ungebundene Antibiotikum als diffusibel und biologisch aktiv. Der freie Anteil des Erythromycins im Humanserum zeigt bei störungsfreier Messung im Bindungsgleichgewicht im therapeutisch üblichen Konzentrationsbereich eine deutliche Abhängigkeit von der insgesamt vorhandenen Erythromycinkonzentration. Zum Beispiel sind bei 1, 16 und 24 mg/l rund 74, 54 bzw. 46% gebunden (+ 38° C). Die Bindung ist temperaturabhängig und nimmt mit abnehmender Temperatur ab: bei + 4° C sind von 1 mg/l 44%, von 16 mg/l 30% gebunden. Diese Charakteristika der Bindung beruhen unter anderem auf Eigenschaften des hauptsächlichen Erythromycin-Bindungspartners im Serum, des sauren α₁-Glycoproteins. Der Beitrag des Albumins zur Gesamtbindungsquote ist gering und im therapeutischen Bereich nicht konzentrationsabhängig, das heißt nicht sättigungsfähig. Bindungsphänomene beeinflussen maßgeblich die Verteilung eines Antibiotikums im Organismus. Die sogenannten Gewebespiegel liegen bei Erythromycin in fast allen Organen zum Teil erheblich höher als die korrespondierenden Serumspiegel. Die Bindung des Erythromycins an Cytosol- und Partikelfraktionen einiger Organe wird aufgezeigt und mit der Bindung im Serum verglichen. Auch das antibakterielle Wirkprinzip des Erythromycins beruht primär auf einer Bindungsreaktion, die den Konzentrationsgradienten für die Erythromycinaufnahme in Mikroorganismen aufrecht erhält. Die Aufnahmekinetik (Mikroorganismus) wird der Bindungskinetik (Makroorganismus) gegenübergestellt und in bezug auf die minimale Hemmkonzentration besprochen.

Summary

The significance of the binding of antibiotics in humans is still a controversial question. In principle, only free, unbound antibiotic is considered to be diffusible and biologically active. With unimpaired measurements and a binding balance within the normal therapeutic concentration range, the free portion of erythromycin in the human serum is found to depend significantly on the total concentration of erythromycin. For example, for concentrations of 1, 16 and 24 mg/l, approx. 74%, 54% and 46% are bound (+38° C). Binding is temperature-dependent and decreases with decreasing temperature. At +4° C, 44% of 1 mg/l and 30% of 16 mg/l are bound. These binding characteristics are based in part on the properties of erythromycin's major binding partner in the serum — acidic α₁-glycoprotein. Albumin only contributes slightly to the overall binding and is not concentration-dependent in the therapeutic range, i. e. it cannot be saturated. Binding phenomena have a decisive influence on the distribution of an antibiotic within an organism. In the case of erythromycin, the tissue levels in nearly every organ are higher, sometimes considerably higher, than the corresponding serum levels. We have shown the binding of erythromycin to cytosol and particle fractions in certain organs and compared this to the binding in the serum. The antibacterial principle regarding the efficacy of erythromycin is also based primarily on a binding reaction which maintains the concentration gradient for the intake of erythromycin in microorganisms. The kinetics of intake (microorganism) are compared to those of binding (macroorganism) and referred to the minimum inhibitory concentration.