Proteinbindung

Proteinbindung bezeichnet die reversible Bindung von Molekülen an Proteine. Im Blut dominiert das Transportprotein Albumin, daneben spielen Alpha-1-acid glycoprotein, Lipoproteine und Immunoglobuline eine Rolle. In der Pharmakologie beschreibt der Begriff vor allem die Bindung eines Arzneistoffs an Plasmaproteine. Der ungebundene Anteil eines Wirkstoffs ist in der Regel aktiv, verteilt sich frei im Gewebe und kann durch Stoffwechsel und Ausscheidung beeinflusst werden.

Die Bindung erfolgt typischerweise reversibel und saturierbar. Sie entsteht überwiegend durch hydrophobe Wechselwirkungen, elektrostatische Bindungen und Wasserstoffbrücken an spezifischen oder nicht-spezifischen Bindungsstellen. Albumin besitzt mehrere Bindungstaschen, die eine breite Palette von Substanzen aufnehmen. Die Bindung wird durch pH-Wert, Temperatur, Ionenstärke und Konkurrenzliganden beeinflusst; mehrere Substanzen können gleichzeitig binden oder sich gegenseitig verdrängen.

Aus pharmakokinetischer Sicht beeinflusst die Proteinbindung Verteilung, Clearance und Halbwertszeit eines Wirkstoffs. Ein hoher gebundener Anteil verringert häufig die spontane Freisetzung in Gewebe und die renale Ausscheidung, erhöht aber in der Regel die Verweilzeit im Körper. Der ungebundene Anteil ist der aktive Anteil, daher kann sich bei Zustandsänderungen (z. B. Hypalbuminämie durch Leber- oder Nierenerkrankungen) oder bei gleichzeitiger Einnahme anderer bindender Substanzen der Wirkspiegel verändern.

Klinisch relevant sind Interaktionen durch Displacement: Verschiedene Substanzen können sich um Bindungsplätze konkurrieren und den freien Anteil erhöhen. Typische Beispiele mit hoher Bindung sind Warfarin, Diazepam und Phenytoin. Die Bestimmung erfolgt meist in vitro durch Gleichgewichtsdialyse oder Ultrafiltration; der freie Anteil wird als Maß für die aktive Substanz herangezogen.