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Donnerstag, 26. November 2015

Der Stoff aus dem die Kapseln sind

Heute Vormittag stand mal wieder Arzneiformenlehre, kurz AFL auf dem Stundenplan. Nachdem ich mich für  die ersten Themen nicht besonders begeistern konnte - es ging um das Mischen, Waagen und die Bestimmung von Korngrößen - nehmen wir nun die einzelnen Arzneiformen durch.

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Endlich ein Vorlesung mit Praxisbezug. Da nicht mehr all zu viele zu der Vorlesung kommen, setzen wir uns nach Chemie in die ersten drei Reihen und sind eine gemütliche Runde, in der auch gerne mal Fragen gestellt werden und man sich auch traut welche zu stellen, ohne vor dem ganzen Semester als blöd dazustehen.

Heute ging es um die Kapsel. Die Vorlesung ist unter anderem Vorbereitung auf das Praktikum im nächsten Semester, daher geht es primär um die praxisrelevanten Arzneiformen.

Kapseln sind nicht unüblich in der Apotheke. Hergestellt werden sie, also die Kapseln selbst, allerdings größtenteils nicht in den Apotheken, sondern sie werden als leere Hüllen vom Großhändler abgenommen. 

Befüllt werden sie dann individuell in der Apotheke auf Rezept mit Wirkstoffen und Füllstoffen. Das Arzneibuch definiert die Kapseln als feste Arzneiform mit einer harten oder weichen Hülle von unterschiedlicher Form und Größe. Kapseln werden meistens peroral, also über den Mund, eingenommen werden. Aber auch eine rektale und vaginale Verabreichung ist möglich.

Viele Menschen haben Probleme damit, Kapseln zu schlucken. Schluckt man eine Tablette, so nimmt man üblicherweise einen Schluck Wasser und legt den Kopf in den Nacken. Da die Tablette schwer ist, bewegt sie sich so schon Richtung Speiseröhre und man muss nur noch schlucken. 
Viele versuchen diese Technik auch beim Kapselschlucken anzuwenden. Das funktioniert hier aber nicht. Die Kapsel ist sehr leicht, je nach der Größe der Kapsel wiegt sie zwischen 41 - 158 mg plus Gewicht der Befüllung. Das heißt die Kapsel schwimmt auf dem sich im Mund befindlichen Wasser. Neigt man den Kopf nun nach unten, so bewegt sich die Kapsel nach vorne und nicht nach hinten zur Speiseröhre. Beim Schlucken einer Kapsel muss also die Gegenstrategie angewendet werden: Am besten neigt man den Kopf nach vorn, zieht also das Kinn zur Brust und schluckt dann. Eigentlich ist es also auch angenehmer, eine Kapsel zu schlucken. 
Eigentlich ist es ganz logisch, aber ich habe noch nie darüber nachgedacht, was auch daran liegen könnte, dass ich mich nicht mehr daran erinnern kann, jemals eine Kapsel genommen zu haben. Ich fand es also ziemlich genial.

Aber weiter im Text. Es gibt Hart- und Weichkapseln. Der Unterschied liegt daran, dass in Weichkapseln Weichmacher enthalten sind. Macht Sinn. Außerdem haben sie einen geringeren Wasseranteil und sind feuchteempfindlicher.


Kapseln werden oft verwendet, wenn es keine Fertigarzneimittel mit den entsprechenden Mengen als Wirkstoff auf dem Markt gibt. Wenn Kinder zum Beispiel an Krankheiten oder Symptomen leiden, die eher typisch für Erwachsene sind, werden diese mit dem gleichen Wirkstoff behandelt aber in einer geringeren Dosis. Eine auf dem Markt erhältliche Tablette zu halbieren ist gängige Praxis, aber eine Tablette zu vierteln ist schon schwieriger und wird eher nicht gemacht. Stattdessen werden dann Kapseln in der Apotheke selbst hergestellt.  

Woraus bestehen diese Kapseln aber jetzt eigentlich?
Der Grundstoff ist hauptsächlich Gelantine, ein Polypeptid, dass aus Knochen und Haut von Schweinen oder Rindern hergestellt wird. Für Vegetarier gibt es dann noch "VegiCaps", die aus Carragenan hergestellt werden. Diese Kapseln sind aber eher selten. 
Die Gelantine ist das Hüllmaterial. 
Bei Weichkapseln werden dann noch Weichmacher wie Sorbitol oder Glycerol beigesetzt, die praktischerweise auch Süßungsmittel sind und somit der Kapsel Geschmack verleihen, zusammen anderen Süßungs- und Aromastoffen die mehr oder weniger oft beigesetzt werden. Häufig wird als Aromastoffe Vanillin zugesetzt. 
Weitere Bestandteile sind Konservierungsstoffe, oberflächenaktive Stoffe, die die Benetzung verbessern und Pigmente und Farbstoffe. Die Farben dienen der optischen Erkennung, so können z.B. unterschiedliche Gehälter oder unterschiedliche Wirkstoffe auf den ersten Blick sichtbar gemacht werden, dies wirkt Verwechslungen und damit verbundene Vergiftungen entgegen. Außerdem können deckende Pigmente ein Lichtschutz sein und den Wirkstoff im Inneren vor UV-Licht schützen. 

Anschließend ging es um die Gelantineherstellung, die Details will ich euch ersparen, denn das ist nicht wirklich interessant. Nächste Woche geht es um das Befüllen der Kapseln, wird es interessant, werdet es ihr hier lesen.

Befüllung von Kapseln auf der Ideenexpo 2012

Samstag, 14. Februar 2015

Vom Pillendreher zum Tastendrücker

Viele sind der Meinung, dass dieses Fach unnötig ist. Auch wenn ich damit eher etwas alleine stehe, finde ich das Fach unglaublich interessant, spannend und in einigen Aspekten sogar wichtig. Die Rede ist von Geschichte, um genauer zu sein von der Vorlesung "Geschichte der Naturwissenschaften unter besonderer Berücksichtigung der Pharmazie". Betrachtet man den Klausurenplan, so ist der Einwand natürlich berücksichtigt. Die Vorlesung ist in keiner Weise klausurenrelevant und wird lediglich als Teil der Vorlesungsverordnung angeboten. Aber wir unser Professor auch erkläre, es ist wichtig zu verstehen, wie alles funktioniert, biologisch und chemisch betrachtet. Aber es ist auch wichtig zu wissen, wo wir und unsere Tätigkeit herkommen. Wir sollen wir etwas besser machen, wenn wir die Vergangenheit nicht kennen?


Ich muss aber leider zugeben, dass auch ich nicht immer bei der Vorlesung war. Hatte ich Dienstags kein Seminar mehr, so wäre Pharmaziegeschichte oft mal die letzte Vorlesung gewesen und da überlegt man sich dann in den letzten Wochen vor der Klausurenwoche schon genau, ob man die eine Stunde nicht besser ins Lernen investieren sollte. Aber das ist letzten Endes der Verordnung geschuldet und nicht dem Inhalt dieser Vorlesung. Wir haben das Glück einen Professor zu haben, der sich auch in seiner Freizeit mit dem Thema Geschichte der Pharmazie leidenschaftlich auseinander setzt und selbst zu einem gewissen Teil Zeitzeuge ist.


Den Abschluss der Vorlesungsreihe bildet wie in jedem Semester der Besuch der Pharmaziehistorischen Sammlung in der Brunswiker Straße (http://www.museen-am-meer.de/museen-am-meer/die-museen/medizin-pharmaziehistorische-sammlung/).
Bevor wir die Sammlung und das alte Offizin einer Hamburger Apotheke betreten durften, berichtete uns Herr. Prof. Dr. rer. nat. Wolfram Hänsel von seine eigenen Ausbildung und seiner Wahrnehmung der Apothekerberufes. Früher wurde alles per Hand hergestellt, jede Pille einzeln produziert und befüllt, die Salben gerührt und Teemischungen zubereitet. Dann entwickelten sich langsam die ersten Gerätschaften, die einzelnen Arbeitsschritte erleichterten. Es gab die ersten Fertigpräparate, die die Entwicklung des Apothekers zum Schubladenzieher hin förderten. Mit der Arbeit des heutigen Apothekers habe das allerdings auch nichts mehr zu tun. Er motivierte uns eigene Begriffe im Laufe unserer ersten Erfahrungen in einer Apotheke, z.B. während der Famulatur, zu suchen. Ein Begriffsvorschlag seinerseits war der "Tastendrücker", was auf die Arbeit mit dem Computer aufmerksam machen soll. Leider entwickele sich der Apothekerberuf immer mehr zu einem mit betriebswirtschaftlichen Charakteristika.

Aber ein kleiner Teil des ersten Semesters machte sich nun erst mal auf den Weg, um die Vergangenheit zu studieren. Was natürlich zuerst auffällt, wenn man die Räume betritt, ist diese antike Stimmung. Obwohl die Apotheke noch nicht besonders alt ist, sonder die Standards um 1900 zeigt und somit etwa 100 Jahre alt ist, hat man doch das Gefühl, dass man in einer längst vergangene Zeit eintaucht.
Wenn man die alten Verkaufsräume mit den meterhohen, rustikalen Holzschränken sieht, kommt man schon ein bisschen ins Schwärmen, da war ich nicht die Einzige.

Wir wollen den Fortschritt fördern, deshalb gibt es das Pharmazeutische Institut und die Lehre wird an den aktuellen Wissensstand angepasst. Aber die Grundlagen sind schon seit Jahrzehnten bekannt.
Als ich so durch das Offizin der alten Apotheke gegangen bin, fiel mir auf, wie viel ich durch die Pharmazeutische Terminologievorlesung schon verstand. Die Beschriftungen auf den Glasgefäßen folgen gewissen Schemata, die wir in Terminologie mühsam, aber manchmal auch mit der ein oder anderen unterhaltsamen Kurzgeschichte, erlernt hatten. Latein ist elementar, aber mein Latinum hat mir nicht wirklich was gebracht, abgesehen vielleicht vom Gefühl für die Sprache, das ich dadurch mitbrachte.
Grob kann man sich aber auch erst mal die Beschriftung anschauen. Schwarze Schrift auf weißem Grund sind nicht gift, ist die Schrift rot wird es schon gefährlicher und im Giftschrank sind die Gefäße mit schwarzem Schild und weißer Schrift eingeschlossen.


Die Gerätschaften sehen zum Teil so aus, als kämen sie auch einem Alchemielabor, aber sie waren tatsächlich Bestandteil des Apothekerberufs um 1900. Hier wird einem bewusst, wie handwerklich der Beruf doch eigentlich ist und heute auch noch, auch wenn vieles mittlerweile automatisiert wurde.
Auf dem Bild sind die Stangen zur Tablettenherstellung zu sehen, dahinter die klassische Waage, nur die Gegengewichte fehlen hier.
Unser Professor konnte genau erklären, die die Geräte benutzt wurden, teilweise sogar noch aus eigener Erfahrung. Zum Abschluss konnte wir uns noch einmal ganz frei durch die Ausstellung bewegen und uns die Dinge genauer anschauen, die uns am meisten interessierten. In meinem Fall der hölzerne Verkaufsraum ganz zu Anfang der Ausstellung. Den Flair, den man spürt, wenn man durch die Sammlung geht, kann man nicht beschreiben, es ist schon einzigartig, als wäre man tatsächlich in der Zeit zurückgereist.
Danke, dass wir diese Möglichkeit bekommen haben!

Donnerstag, 29. Januar 2015

Der Stoff, aus dem LSD gemacht ist

Systematik, Klappe die Zweite. In der ersten Hälfte des ersten Semesters haben wir uns in der Vorlesungen von Prof. Dr. Zidorn mit den Bakterien und Viren beschäftigt, nun sollte es unter Prof. Dr. Classen mit den Pilzen, Moosen, Farnen und Algen weiter gehen.

Die Pilze sind ein eigenständiges Reich und sind somit weder Tiere noch Pflanzen. Auch wenn man sofort an den klassischen Speisepilz denkt, gehören dem Reich auch Schimmelpilze und die Backhefe als einzelliger Pilz an. Aufgrund der Vielfalt und großen Anzahl der Pilzarten, die immer noch nicht gesichert ist - schätzt man, dass es zwischen 100.000 und 5 Millionen Arten geben könnte.
Eingeteilt werden diese in fünf Klassen: Die Schleimpilze, Chytridiomycetes (Niedere Pilze), Schlauchpilze, Ständerpilze und Zygosporenpilze.

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Gelbe Lohblüte, Schleimpilz, Fulgio septica
Der Fruchtkörper der Gelben Lohblüte hat nur etwa einen Durchmesser von 2-20 Millimetern, der Pilze, mit dem wir uns nun etwas genauer beschäftigen, ist etwas größer:

Der Claviceps pupurea kann eine Länge von mehreren Millimetern bis zu 6 Zentimeter haben. Es ist ein zu den Schlauchpilzen gehörender Pilz, der Getreide und Gräser parasitenartig befällt. Besser bekannt ist er als Mutterkorn, wobei dies eigentlich nur die Überdauerungsform des eigentlichen Pilzes ist. Diese Dauerkörper formen sich erst sechs bis acht Wochen nach der Sekundärbefruchtung. Für Menschen wird der Pilz bzw. das Mutterkorn dann zur Gefahr, wenn er Nahrungsgetreide befällt. Er breitet sich über Sporen aus und wird durch den Wind auch weite Strecken getragen. Die im Mutterkorn enthaltene Alkaloide sind giftig.

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Bei einer Vergiftung, die meist oral passiert, treten Darmkrämpfe, Halluzinationen und Durchblutunsstörungen auf, wodurch Finger und Zehen absterben können. Bei größeren aufgenommenen Mengen könnten auch noch Atemlähmungen und Kreislaufversagen auftreten.
Außerdem regt Mutterkorn die Wehnen an, weshalb es früher als Schwangerschaftsabbruchsmittel verwendet wurde. Heute wird es aufgrund der Intoxikationsgefahr nicht mehr verwendet,
dafür wird aus dem Pilz Lysergsäure synthetisiert. Diese tetracyclische β-Aminosäure hat die Summenformel C16H16N2O2 und kommt nicht nur im Claviceps purpurea sondern auch in Ololiuqui und Trichterwinden vor.
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Lewis-Formel der Lysergsäure

Aus dem Alkoloiden Lysergsäure wird das Lysergsäurediethylamid, besser bekannt als LSD, hergestellt. Es ist eins der stärksten bekannten Halluzinogene. Die Einnahme und der Umgang ist in Deutschland strafbar, LSD gehört zu den illegalen Drogen.

Wie LSD wirkt, ist schwer vorherzusagen. Es hängt von vielen Faktoren ab, der Menge, der Gefühlslage, der Umgebung und einfach vom Typ Mensch ab, wie die Droge wirkt. Neben den oft auch in Kunst und Musik verarbeiteten Wahnvorstellungen und visuellen Halluzinationen, die von Verzerrungen und einem bunten Farbwirrwarr geprägt sein können, treten auch andere Symptome auf. Die körperliche Wirkung wird an Muskelzittern, einem trockenen Mund, Appetit- und Schlaflosigkeit, Tachykardie (Beschleunigung der Pulsfrequenz), Artierielle Hypertonie (Blutdruckerhöhung), starkes Schwitzen, Sehprobleme und Ähnlichem deutlich.
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Die Droge wirkt im Schnitt in etwa 12 Stunden. Diese Zeit, in der die Halluzinationen auftreten, wird auch als Trip bezeichnet. Dabei verändert sich die Wahrnehmung, sowohl visuell als auch die Wahrnehmung von Geräuschen und Musik und von Geschmäckern. Dieser Trip wird nicht immer als angenehm empfunden und kann auch zu einem Alptraumtrip werden.

LSD ist so gut wie überall illegal. Das lässt sich durch seine starke und extrem unberechenbare Wirkung erklären, in den USA wurde als Fallbeispiel lange auf den Drogentod eines Mannes hingewiesen, der von CIA-Mitarbeiter unwissentlich LSD verabreicht bekommen hatte und im Laufe seines Trips sich selbst aus dem Fenster stürzte. In der Tschechischen Republik gibt es allerdings eine Freimenge: LSD wird meistens auf Papierstücke aufgebracht; 5 dieser sogenannten Tickets kann man dort schlucken ohne mit strafrechtlichen Konsequenzen rechnen zu müssen.

Gegner argumentieren, dass LSD ein viel kleineres Verhältnis von Wirkdosis zur tödlichen Dosis hat. Um sich mit der Droge zu töten, müsste man in etwa die tausendfache Menge einer wirksamen Dosis zu sich nehmen, bei Alkohol genügt allerdings schon die achtfache der wirksamen Menge. Direkte Todesfälle sind außerdem nicht bekannt, der Tod durch eine Alkoholvergiftung ist leider schon vorgekommen und Alkohol ist in unseren Breiten als legale Droge anerkannt.

LSD macht nicht abhängig. Allerdings benötigt man nach wiederholter Einnahme immer größere Mengen, da der Körper das Lysergsäurediethylamid akkumuliert und die Konsumenten so eine Toleranz gegenüber der Substanz entwickeln.

In großen Mengen ist Lysergsäuredieethylamid giftig. So wie auch das Mutterkorn giftig ist. Die Droge ist ganz verboten, für das Mutterkorn gibt es Grenzwerte, die eingehalten werden müssen. Generell lassen sich die Übergangsformen des Pilzes aber gut bei der Ernte durch Sieben entfernen, da sie sich durch Größe und Gewicht von den Getreidekörnern unterscheiden. Zusätzlich ist der Wechselfeldbau, bei dem ein Stück Land in einem bestimmten Jahresrythmus mit unterschiedlichen landwirtschaftlichen Erzeugnissen bepflanzt wird, zu empfehlen, da die Mutterkörner nach der Ernte auf dem Boden verweilen können und im neuen Jahr die Sporen wieder verteilen können. Da besonders Roggen befallen wird, bietet es sich an, dem Süßgras Anbaupausen zu gönnen. So ist es gelungen, dass Massenvergiftungen mit Mutterkorn der Vergangenheit angehören - LSD hingegen ist Teil unsere Gegenwart und es lohnt sich, sich damit auseinander zusetzen und die Wirkungsweise und Risiken zu kennen.


Donnerstag, 22. Januar 2015

Elektronen als Währung der Welt

Redoxreaktionen sind Elektronenübertragungsreaktionen. Sie finden dauernd statt und überall, ohne dass wir es bewusst wahrnehmen. Wenn das Fahrradschloss verrostet ist oder die Uhr nach dem Batteriewechsel wieder funktioniert.
Gehandelt wurde früher mit Sauerstoff, heutzutage tritt die Erweiterung des Redoxbegriffes auf und wir sprechen vom Austausch von Elektronen. Dabei sind bei einer Redoxreaktion zwei Teilprozesse - die Oxidation und die Reduktion - miteinander verknüpft.
Veraltet spricht man bei einer Oxidation von einer Sauerstoffaufnahme, heute ist es die Elektronenabgabe. Die Reduktion bezeichnet den umgekehrten Prozess: Die Sauerstoffabgabe bzw. Elektronenaufnahme.
Schauen wir uns die beteiligten Elemente an, sind nur die Elektronen auf der äußersten Schale (=Außenelektronen) wichtig. Sie sind am weitesten vom Kern entfernt und lassen sich deshalb auch mit einem geringeren Energieaufwand abgeben bzw. aufnehmen.  Dabei beeinflusst eine Regel das Verhalten der Atome hauptsächlich, nämlich die, die aussagt, dass alle Atome erst dann glücklich sind, wenn ihre äußere Schale voll besetzt ist. Dann sind sie stabil und glücklich. Da abgesehen vom ersten Energieniveau alle mit acht Elektronen befüllt werden können, heißt diese Oktettregel.
Von Natur aus sind die glücklichsten Elemente also die Edelgase aus der 8. Hauptgruppe, ihre äußere Schale ist schon so voll besetzt.
Die etwas unglücklichen Atome, also alle Elemente, die nicht in der achten Hauptgruppe des Periodensystems stehen, können sich ihren Weg zum Glück erkaufen. Elektronen sind die Währung bzw. Elektronen werden getauscht um den gewünschte Zustand zu erreichen. Dabei gilt es aber den richtigen Partner zu finden.
Vollen Erfolg brachte die Vermittlung Fluor und Natrium.
Theoretisch kann das Natrium auf zwei unterschiedliche Weisen eine voll besetzte äußere Schale erreichen: Mit seinem einen Außenelektron könnte Natrium dies entweder abgeben oder 7 weiter Elektronen aufnehmen. Die Atome machen es sich energetisch so einfach wie möglich und die Abgabe eines einzigen Elektrons bedeutet logischerweise weniger Aufwand als die Aufnahme von sieben Elektronen.
Dem Fluor geht es genau umgekehrt. Für das Element der 7. Hauptgruppe ist es mit weniger Aufwand verbunden, sich ein Elektron von einem anderen Atom zu klauen, als seine Gesamtheit von 7 Außenelektronen abzugeben. Daher sind Natrium und Fluor ein perfektes Paar, sie ergänzen sich und erreichen durch den Elektronaustausch beide ihren gewünschten (stabilen) Zustand, auch wenn das Natrium dafür dem Fluor ein Elektron überlassen muss.


Am Ende sind beide glücklich und das Paar heißt Natriumflourid NaF.
Bei diesen Paarungen können auch mehr als nur zwei Atome beteiligt sein. Würde Natrium zum Beispiel eine Verbindung mit Sauerstoff anstatt mit Fluor eingehen wollen, würde man zwei Natriumatome benötigen: Sauerstoff hat sechs Außenelektronen und bracht zwei, ein Natriumatom kann aber nur ein Elektron abgeben. Würde es mehr abgeben, würde es einen unstabilen Zustand erreichen, das möchte es aber nicht. Daher holen sie sich dann noch ein zweites Natriumatom und kommen so zu einer ausgeglichenen Beziehung, die man dann als Natriumoxid Na2O bezeichnet.
Natürlich gibt es auch kompliziertere Moleküle, bei denen viel mehr Drama und Kampf um die Edelgaskonfiguration, wie der Zustand der komplette Schalenbelegung in Anlehnung an die letzte Hauptgruppe auch genannt wird, im Spiel ist. Und das macht die Chemie so spannend, zu verstehen, wie Moleküle sich verbinden und warum gerade solche Konstellationen entstehen. Aber eine der klassischen Regel der Chemie ist die Oktettregel - der Weg zum Glücklichsein, für kleine und einfache und für große und komplexe Moleküle.

Mittwoch, 21. Januar 2015

Grenzprüfungen

Der letzte Teil meines chemischen Analytikpraktikums rückt näher. Dabei ist der erste Teil des dritten Teil nichts Neues, sondern eigentlich nur die Wiederholung der erste Station: Die Identitätsprüfung von Salzen. Von den höheren Semestern liebevoll "Ionenlotto" genannt, müssen die Salze analysiert werden und das Anion und Kation angegeben werden.
Der zweite Teil ist neu: Die Grenzprüfungen, oder auch Reinheitsprüfungen. Der Hintergrund ist einfach: Werden Arzneimittel ausgeliefeität werden, müssen sie erst einmal auf ihre Identität geprüft werden, d.h. ist in dem Braunglas mit Kaliumiodid wirklich Kaliumiodid? Vielleicht ist es ja auch Kaliumbromid. Immerhin sind beide Salze weiß und lassen sich vom äußeren Erscheinungsbild kaum unterscheiden. Dass die Abgabe falscher Stoffe katastrophale Folgen haben kann, versteht sich von selbst. Selbst wenn es sich nur um Natriumchlorid, allgemein auch als Kochsalz bekannt, handelt. Denn in hoher Konzentration ist selbst dies tödlich.
Danach muss die Reinheit geprüft werden. Für jeden Stoff gibt es Grenzwerte im Bezug auf Verunreinigungen. In den Monographien des Europäischen Arzneibuches sind diese für jeden Stoff angegeben und dort findet man auch die "Kochrezepte" für die Grenzprüfungen. Also eine Anleitung, der entnommen werden kann, wie eine Grenzprüfung durchgeführt werden muss.
Minimale Mengen an Verunreinigungen sind also erlaubt, wenn auch nicht erwünscht. Aus gesundheitlichen Gründen dürfen die Grenzwerte aber nicht überschritten werden.
Es freut mich, dass wir jetzt schon praxisrelevante Aufgaben haben und vom ersten Semester an notwendige praktische Fähigkeiten im Labor erlernen. Das habe ich gemerkt, als ich es meiner Mutter die Grenzprüfungen erklärt hat und sie mir von einem Medikament erzählt hat, das vom Markt genommen wurde, weil die Grenzwerte nicht eingehalten werden konnten.

Den Praxisbezug gibt es also im Praktikum (auch wenn mit ein Kommilitone, der bereits einen PTA Ausbildung hinter sich hat, berichtet hat, dass man das später im Alltag nicht mehr macht, da die Apotheken schon geprüfte Arzneimittel ordern), allerdings kommt man unserem noch sehr geringen Wissensstand entgegen und beschränkt die Verunreinigungen.
Insgesamt kann es fünf Verunreinigungen geben: Eisen-, Sultat-, Chlorid-, Calcium- und Schwermetallionen können unsere Salzlösungen verunreinigen und dabei kommt es dann noch mal auf das genaue Salz an, welche Grenzprüfungen durchgeführt werden müssen, denn logischer Weise muss eine Natriumchloridlösung nicht auf eine Verunreinigung von Chloridionen getestet werden (Spoiler: Ja, in solch einer Lösung sind Chloridionen enthaltet, wer hätte das gedacht?).
Ein einziges Salz in unserem Praktikum muss gar nicht auf Verunreinigungen getestet werden, nämlich Silbernitrat. Natürlich hatte ich kein Silbernitrat, aber meine Mitbewohnerin und Mitkommilitonin hatte es gleich zweimal und muss daher nur bei den restlichen vier Salzen Grenzprüfungen durchführen. Ich habe das Pech oder auch Glück, je nach dem wie man das sieht, für sechs Salze Grenzprüfungen durchzuführen, für Natriumacetat sogar alle fünf. (Für Natriummolybdat nur zwei!).

Dabei ist das Prinzip bei den Grenzprüfungen eigentlich immer gleich: Man hat eine Referenzlösung, mit der man eine niederschlaggebende Reaktion durchführt. Zum Beispiel fällt man Chloridionen mit Silbernitrat, d.h. die Referenzlösung wird trüb. Die Referenzlösung enthält dann den Grenzwert an Chloridionen, die Probe die Lösung, von der man nicht weiß, ob sie verunreinigt ist oder nicht. Auch der Probe gibt man Silbernitrat bei (und noch einige andere Zutaten, die z.B. den pH-Wert einstellen) und vergleicht dann den Grad der Trübung, oder z.B. bei der Grenzprüfung auf Eisenverunreinigung vergleicht man die Intensivität der Rotfärbung.

Positive Grenzprüfung auf Verunreinigung mit Chlorid mit einer Natriumacetat-Lösung, Probe links, Referenz rechts

Die Assistenten machen es uns im Praktikum zum Glück relativ leicht und verunreinigen unsere Lösungen wenn dann sehr stark. Bei den meisten Grenzprüfungen steht geschrieben, dass man 5 oder manchmal auch 15 Minuten warten soll, bevor man den Trübungsgrad vergleicht, allerdings ist das meistens gar nicht nötig, da die Trübung sofort und sehr stark eintritt, wenn es verunreinigt ist.
Wäre auch ein bisschen blöd wenn nicht, da meine Referenzlösungen manchmal einfach selbst nicht wirklich eine Trübung aufweisen, bzw. eine so schwache Trübung, dass es schlecht zu erkennen ist, gar nicht erst davon reden, diese mit einer anderen zu vergleichen. Klar ist einfach klar, da kann ich schlecht sagen, was trüber ist. Aber da in der Referenzlösung auf jeden Fall die Verunreinigung enthalten ist, macht es dann schon ein wenig stutzig.

Dienstag, 20. Januar 2015

Die französische Giftmörderin

Es war einmal eine französische Dame mit Namen Marie Cappelle. Sie lebte im 19. Jahrhundert und führte augenscheinlich ein recht gutes Leben für die Zeit. Sie gehörte zur Mittelschicht und wuchs bei Pflegeeltern auf. Schon sehr früh wuchs in ihr das Wunsch, ein besseres Leben in der obersten Schicht zu führen, mit viel Geld und Ansehen. Nachdem sie eine Freundin bestohlen und einen vorgeblich reichen Mann geheiratet hatte, begann sie diesen nach und nach zu vergiften. Die genauen Gründe kann ich noch nicht so ganz nachvollziehen, vermutlich war es pure Gier und Enttäuschung über das letzten Ende doch nicht vorhandene Vermögen ihres Ehemannes. Außerdem überredete sie ihn sein Testament zu ihren Gunsten zu ändern und begann alsbald ihm vergiftete Speisen zu verabreichen.

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Marie Cappelle, die nach ihrer Hochzeit Marie Lafarge hieß, verwendete Arsen, um ihren Ehemann zu vergiften. Arsen ist ein chemisches Element und hochgradig giftig. Es steht in der fünften Hauptgruppe, also in der Stickstoffgruppe und ihm ist die Ordnungszahl 33 zugeordnet.
Es war ein beliebtes Gift und wurde auch von Marie Lafarge deshalb verwendet, da die Vergiftung nur schwer von der damals weit verbreiteten Cholera zu unterscheiden war. Sowohl bei einer Choleraerkrankung als als auch bei einer Arsenvergiftung treten Symptome wie Durchfall, Erbrechen, Schwäche und Bewusstseinseintrübungen auf.

Das perfide am Mord der Marie Lafarge war ihre Dreistigkeit. Sie schickte ihrem Mann einen vergifteten Kuchen, als er an seinen Landsitz zurückkehrte und schon chronisch vergiftet von einem Arzt einen Trank aus Milch und Ei verschrieben bekam, vergiftete sie auch diesen. Dabei fiel den Bediensteten und auch den Ärzten auf, dass sie stets ein Malachitdöschen mit einem weißen Pulver bei sich trug und es den Speisen und Getränken ihren Gemahls zugab. Dabei verwendete sie immer neue Ausreden, so handele es sich zum Beispiel um Orangenblütenpulver. Als ein Arzt es genauer untersuchte, kam dieser zu dem Schluss, es müsste sich um von der Decke abbrösselnden Kalk handeln. Es schöpfte nicht einmal jemand Verdacht, als jemand berichtete, dass Marie den Gärtner angewiesen hatte, in der Apotheke Arsen zu erstehen. Sie behauptete ganz einfach, dass sie die Rattenplage auf dem Hofe damit bekämpfen wollen.

Insgesamt klingt die ganze Geschichte aus heutiger Sicht komisch und ich wundere mich, warum die Leute früher so naiv waren. Doch dass ich heute so denke und dass heute eine Arsenvergiftung erkannt und das Morden mit Arsen daher sehr schnell bestraft werden kann, verdanken wir einem englischen Chemiker namens James Marsh.
Er entwickelte 1836 eine Methode, um Arsen in organischem Material, also zum Beispiel in menschlichen Innereien, nachzuweisen.
Gut für uns um 21. Jahrhundert, schlecht für die Giftmischerin Lafarge 1840. Ihr Ehemann, den sie erfolgreich chronisch vergiftete hatte und der nach einigen Tage verstarb, wurde untersucht und positiv auf Arsen getestet. So kam es zum ersten Gerichtsverfahren mit einem Urteil auf der Grundlage eines toxikologisch-chemischen Beweises.
Marie Lafarge wurde zu lebenslanger Zwangsarbeit verurteilt, was kurz darauf in eine lebenslange Freiheitsstrafe geändert wurde. Sie verbrachte 10 Jahre im Gefängnis, bevor sie 1852 im Alter von nur 36 Jahren vermutlich an Tuberkulose starb.

Damit erging es ihr mit diesem Urteil noch relativ gut. 200 Jahre zuvor wäre sie vermutlich gefoltert und anschließend hingerichtet worden, die ihre Kollegin Marie-Madeleine de Brinvilliers, die ebenfalls eine französische Giftmöderin war und mit Arsenik tötete.

Die Marsche Probe wird heute in der chemischen Analytik immer noch zum Nachweis von Arsen benutzt. Dabei wird ein Regenzglas, in dem sich die Analysenprobe und Zink-Perlen befinden, mit Salzsäure befüllt und verschlossen.
In diesem Schritt erzeugt man den Wasserstoff nascendi, der das Arsenik in der Analysenprobe zu Arsenwasserstoff reduziert.
Das Reagenzglas wird mit einem Glasrohr verbunden, das zu einem Kapillaren ausgezogen ist, an der verjüngten Stelle wird mit einem Brenner erwärmt. Dabei zerfällt die metastabile Arsenwasserstoffverbindung durch die Hitze zu elementarem Arsen (und Wasserstoff).
Elementares Arsen hat eine charakteristisch Farbe, das es tiefschwarz ist und kann dadurch nachgewiesen werden.

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Vor der Entwicklung der Marshen Probe waren Giftmorde mit Arsen populär und es gibt einige bekannte Beispiele in der Geschichte. Auch in Deutschland wütete einst eine Giftmischerin, die insgesamt 15 Menschen mit Arsen vergiftete. Gesche Gottfried kam aus Bremen und auch sie wurde hingerichtet.
Seit Ende des 19. Jahrhunderts wird Arsen als Gift eher nicht mehr verwendet, allerdings ist eine Vergiftung durch Arsen heutzutage nicht unwahrscheinlich, da in einigen Regionen der Welt das Grundwasser mit anteilig mit Arsen verunreinigt ist.
Große Sorgen muss man sich in unseren Breiten aber nicht machen. Verunreinigtes Wasser kommt unter anderen in Indien und Bangladesh vor, aber auch im Westen der USA. Heutzutage gibt es aber wirksame Gegengifte (Antidote), die bei einer akuten Arsenvergiftung zur Heilung führen. Das Prinzip dahinter ist die Bindung von mit schwefelhaltigen Komplexen, sodass das Gift markiert wird.

Montag, 19. Januar 2015

Osteoporose und die Knochen

Das erste Semester der Pharmazeutischen Biologie im Bereich Humanbiologie beschäftigt sich mit Geweben. Bei diesem Titel hatte ich zunächst nicht damit gerechnet, dass es

1. ein ganzes Semester ausfüllen könnte und
2. so interessant und vielfältig sein könnte.

Gewebe findet man überall im Körper. Es gibt ganz viele unterschiedliche Arten von Geweben, ich dachte da spontan erst mal an das Epithelgewebe, bzw. an die Haut. Aber zu Geweben gehören auch die anderen Epithelgewebe, mit denen die Gewebe bezeichnet werden, die Oberflächen bedecken. So z.B. auch die Zellschichten, mit denen die Blutgefäße innen ausgekleidet sind, sowie der Darm, die Vagina und die Luftröhre. Dabei findet man je nach dem welche Funktion das entsprechende Organ im menschlichen Körper übernimmt andere Arten von Zellen und somit andere Untergruppen des Epithelgewebes.
Es gibt aber insgesamt vier Obergruppen der Gewebe. Dazu gehören noch Muskel- und Nervengewebe.

Und das Binde- und Stützgewebe, denn darum geht es heute. Spontan denke ich bei dieser Bezeichnung an Knorpel und Fettgewebe, aber zählen auch die Knochen dazu. Auch unser Skelett besteht aus mehrschichtigen Zellen und gehört zu den Geweben. Die Zellen werden immer und immer wieder erneuert, auch wenn man die eigentliche Wachstumsphase im pubertären Alter abgeschlossen hat. Dabei werden 10 % der Knochen in einem Jahr erneuert, was bedeutet, dass sich innerhalb von 10 Jahren das komplette Skelett erneuert. Das finde ich schon ziemlich faszinierend, denn wenn man das weiß, kann auch unter diesem Aspekt therapieren. Es handelt sich dann um Langzeittherapie, aber die Knochenerneuerung passt sich an das Bewegungsprofil an, daher ist Bewegung auch im hohen Alter noch wichtig. Wer sagt, dass im Alter Bewegung eher schädlich ist, irrt sich, denn es ist genau andersrum!

Die Knochen bestehen aus Osteozyten, den Knochenzellen, die in die Knochematrix eingebetet sind. Zellen besitzen oft nur einen Zellkern, die Osteoklasten sind mit die einzigen Zellen, die oft mehrere Zellkerne besitzen. Sie sind für den Zellabbau zuständig, die Osteoblasten für den Zellaufbau.
Bei dem Krankheitsbild der Osteoporose überwiegt die Aktivität der Osteoklasten und man erkennt schon am Röntgenbild eines Knochens, ob dieser krankhaft oder nicht. Die Knochensubstanz ist dann nicht mehr so kompakt, weil mehr Knochenzellen abgebaut als wieder aufgebaut werden.

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Die Diagnose ist daher sehr einfach. Zur Prävention, also zur Vorbeugung wird Bewegung empfohlen und eine ausgewogene Ernährung, die auf einer ausreichenden Deckung des Calcium-Bedarfs beruht. Zur Behandlung werden Knochenabbauhemmende (Resorptionshemmende) Medikamente verabreicht, es gibt aber auch veralterte Methoden, die auf der Verdichtung der Knochenstruktur basieren, aber nicht mehr verwendet werden, da der Knochen dadurch spröde wird. Daher wird die Prävention bei diesem Krankheitsbild immer noch groß geschrieben.

Aber die Knochen sind nicht nur krankheitsanfällig, sondern vor allem Wunder unseres menschlichen Körpers und machen außerdem die Stabilität unseres Körper aus. Sie ermöglichen das, was uns zu Menschen macht. Den aufrechten Gang, die Bewegung allgemein und dass unsere Organe, Muskeln und Knorpel am rechten Ort sitzen. Ohne Knochen wäre unser Leben unmöglich. Unser Körper würde in sich zusammenfallen und wir wären nur formlose Haufen, die Knochen arbeiten immer wieder gegen die Gravitationskraft an und halten uns in Form.

Dabei haben wir sehr kleine und sehr große Knochen. Es handelt sich im Angepasstheit an ihre Funktionen.

Der kleinste Knochen, der zum menschlichen Skelett gehört, ist der Steigbügel, einer der Gehörknöchelchen des Mittelohres. Er ist nur rund 3 mm groß und wiegt in etwa 3 mg.
Der größte Knochen ist der Oberschenkelknochen, auf Fachchinesisch auch Femur genannt, und etwa 50 cm lang. Insgesamt hat der Mensch etwa 206 Knochen und jeder einzelne übernimmt wichtige Aufgaben im Organismus Mensch und machen dabei nur rund 12 % des Körpergewichtes eines Menschen aus.

Mit meinen 54 kg an Kampfgewicht, habe ich also eine Masse an Knochen von  6, 48 kg an Knochen zur Verfügung, die mich stabilisieren, meine lebenswichtigen Organe, wie das Herz im Brustkorb schützen und mir das Wunder Leben ermöglichen. Danke!