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Integrative Medizin
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Chronopharmakologie
Definition und Unterarten

Was ist Chronopharmakologie?

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Komplementärmedizin Chronobiologie Wissenschaft

Eine der unentbehrlichsten biologischen Funktionen ist die zirkadiane Uhr. Die innere Uhr reguliert beispielsweise den Schlaf, den Hormonspiegel, den Appetit und andere Körperfunktionen, die einen 24-Stunden-Zyklus haben. Welche Rolle spielen dabei die Arzneimittel? [1-6]

Zusammenfassung

Die Chronopharmakologie erforscht den biologischen Rhythmus und deren Zusammenhang mit der Wirkung und Toxizität von Arzneimitteln. mehr

Die Pharmakokinetik von Arzneimitteln bestimmt Einsatz, Dauer und Intensität der Arzneimittelwirkung. mehr 

Die Pharmakodynamik beschreibt die erwünschte und unerwünschte Wirkung von Arzneimitteln im menschlichen Körper. mehr

Worum geht es in der Chronopharmakologie?

Sowohl die Funktion der Physiologie als auch die Pathophysiologie von Krankheiten werden von biologischen Rhythmen beeinflusst [7-19]. Diese zirkadianen Rhythmen wurden bei Krankheitserregern, Infektionskrankheiten und dem Immunsystem nachgewiesen [20]. 

Dieser Ansatz führt zu einer neuen Art der zeitbasierten, personalisierten Behandlung von Patienten. Die Abwehrkräfte eines Wirts gegen Krankheitserreger sind individuell verschieden. Unter den Faktoren, die die Immunantwort eines Wirts beeinflussen, gehören auch diejenigen, die mit zirkadianen Störungen in Verbindung stehen [21]. Definition: Die Chronopharmakologie erforscht den biologischen Rhythmus und deren Zusammenhang mit der Wirkung von Medikamenten, naturheilkundlichen Arzneimitteln und Nahrungsergänzungsmitteln[7-19].

Chronopharmakodynamik

Die Pharmakodynamik beschreibt die erwünschte und unerwünschte Wirkung von Arzneimitteln im menschlichen Körper [23].

Die biologischen Rhythmen auf zellulärer und subzellulärer Ebene bewirken eine zeitliche Abhängigkeit in der Pharmakodynamik von Arzneimitteln, die nicht mit deren Pharmakokinetik zusammenhängt. Dieses Phänomen wird als Chronoästhesie bezeichnet. Diese setzt sich aus den Rhythmen der Rezeptorzahl oder -konformation, der sekundären Botenstoffe, der Stoffwechselvorgänge und der Free-to-Bound-Fraktion von Arzneimitteln zusammen [24-27].

Chronopharmakokinetik

Die Pharmakokinetik von Arzneimitteln bestimmt Einsatz, Dauer und Intensität der Arzneimittelwirkung [28]. 

Zeitabhängige Unterschiede in der Pharmakokinetik werden durch 24-Stunden-Rhythmen bei den einzelnen Prozessen wie Absorption, Verteilung, Metabolismus und Elimination verursacht. Diese Rhythmen stehen in Zusammenhang mit 24-Stunden-Schwankungen der Magensäuresekretion und des pH-Werts, der Motilität und der Magenentleerungszeit, des gastrointestinalen Blutflusses [8].

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Schlussfolgerung

Die Hauptuhr im Gehirn steuert die periphere Uhr in den anderen Organen und kontrolliert die zirkadianen Rhythmen des Immunsystems und die Schwere von Infektionen. Diese Rhythmen steuern auch die Wirkung und Pharmakokinetik von Arzneimitteln und Impfstoffen. Da das zirkadiane System das Immunsystem über verschiedene molekulare und physiologische Wege steuert, hängt die Veränderung des zirkadianen Rhythmus mit dem Ausbruch und dem Fortschreiten von Krankheiten zusammen [29]. 

Literatur zu "Was ist Chronopharmakologie?"

1. Chang DC, Reppert SM. The circadian clocks of mice and men. Neuron 2001; 29:555-8.
2. Moore RY, Eichler VB. Loss of a circadian adrenal corticosterone rhythm following suprachiasmatic lesions in the rat. Brain Res 1972; 42:201-6.
3. Terazono H, Mutoh T, Yamaguchi S, Kobayashi M, Akiyama M, Udo R, et al. Adrenergic regulation of clock gene expression in mouse liver. Proc Natl Acad Sci U S A 2003; 100:6795-800.
4. Silver R, LeSauter J, Tresco PA, Lehman MN. A diffusible coupling signal from the transplanted suprachiasmatic nucleus controlling circadian locomotor rhythms. Nature 1996; 382:810-3.
5. Ueyama T, Krout KE, Nguyen XV, Karpitskiy V, Kollert A, Mettenleiter TC, et al. Suprachiasmatic nucleus: a central autonomic clock. Nat Neurosci 1999;2: 1051e3.
6. Duncan Jr WC. Circadian rhythms and the pharmacology of affective illness. Pharmacol Ther 1996; 71:253-312.
7. Halberg F. Chronobiology. Annu Rev Physiol 1969; 31:675-725.
8. Smolensky MH, Labrecque G. Chronotherapeutics. Pharm News 1997; 4:10-6.
9. Ohdo S. Chronotherapeutic strategy: rhythm monitoring, manipulation and disruption. Adv Drug Deliv Rev 2010; 62:859-75.
10. Ohdo S, Koyanagi S, Matsunaga N. Chronopharmacological strategies focused on chrono-drug discovery. Pharmacol Ther 2019; 202:72-90.
11. Ohdo S, Koyanagi S, Suyama H, Higuchi S, Aramaki H. Changing the dosing schedule minimizes the disruptive effects of interferon on clock function. Nat Med 2001; 7:356-60.
12. Reinberg A, Halberg F. Circadian chronopharmacology. Annu Rev Pharmacol 1971; 11:455-92.
13. Youan BB. Chronopharmaceutics: gimmick or clinically relevant approach to drug delivery? J Control Release 2004; 98:337-53.
14. Tei H, Okamura H, Shigeyoshi Y, Fukuhara C, Ozawa R, Hirose M, et al. Circadian oscillation of a mammalian homologue of the Drosophila period gene. Nature 1997; 389:512-6.
15. Jin X, Shearman LP, Weaver DR, Zylka MJ, de Vries GJ, Reppert SM. A molecular mechanism regulating rhythmic output from the suprachiasmatic circadian clock. Cell 1999; 96:57-68.
16. Kume K, Zylka MJ, Sriram S, Shearman LP, Weaver DR, Jin X, et al. mCRY1 and mCRY2 are essential components of the negative limb of the circadian clock feedback loop. Cell 1999; 98:193-205.
17. Ripperger JA, Shearman LP, Reppert SM, Schibler U. CLOCK, an essential pacemaker component, controls expression of the circadian transcription factor DBP. Genes Dev 2000; 14:679-89.
18. Shigeyoshi Y, Taguchi K, Yamamoto S, Takekida S, Yan L, Tei H, et al. Lightinduced resetting of a mammalian circadian clock is associated with rapid induction of the mPer1 transcript. Cell 1997; 91:1043-53.
19. Zylka MJ, Shearman LP, Weaver DR, Reppert SM. Three period homologs in mammals: differential light responses in the suprachiasmatic circadian clock and oscillating transcripts outside of brain. Neuron 1998; 20:1103-10.
20. Diallo AB, Coiffard B, Leone M, Mezouar S, Mege JL. For Whom the clock ticks: clinical chronobiology for infectious diseases. Front Immunol 2020; 9:1457.
21. Borrmann H, McKeating JA, Zhuang X, Borrmann H. The circadian clock and viral infections. J Biol Rhythms 2021; 36:9-22
22. Alten R. Chronotherapy with modified-release prednisone in patients with rheumatoid arthritis. Expert Rev Clin Immunol 2012; 8:123-33.
23. Farinde, A. (2023). Definition von Pharmakodynamik. MSD Manual. Abgerufen am 3. Februar 2025, von Definition von Pharmakodynamik - Medikamente - MSD Manual Ausgabe für Patienten
24. Matsuo T, Yamaguchi S, Mitsui S, Emi A, Shimoda F, Okamura H. Control mechanism of the circadian clock for timing of cell division in vivo. Science 2003; 302:255-9.
25. Nakagawa H, Takiguchi T, Nakamura M, Furuyama A, Koyanagi S, Aramaki H, et al. Basis for dosing time-dependent change in the anti-tumor effect of imatinib in mice. Biochem Pharmacol 2006; 72:1237-45. 446 S. Ohdo et al. / Allergology International 71 (2022) 437e447
26. Ohdo S, Makinosumi T, Ishizaki T, Yukawa E, Higuchi S, Nakano S, et al. Cell cycle-dependent chronotoxicity of irinotecan hydrochloride in mice. J Pharmacol Exp Ther 1997; 283:1383-8.
27. Ohdo S, Wang DS, Koyanagi S, Takane H, Inoue K, Aramaki H, et al. Basis for dosing time-dependent changes in the antiviral activity of interferon-alpha in mice. J Pharmacol Exp Ther 2000; 294:488-93.
28. Le, J. (2022). Übersicht Pharmakokinetik. MSD Manual. Abgerufen am 3. Februar 2025, von Übersicht Pharmakokinetik - Klinische Pharmakologie - MSD Manual Profi-Ausgabe
29. Chronopharmacology of immune-related diseases - ScienceDirect
 

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