Pharmakokinetik

Wegen mangelnder Säurestabilität ist eine orale Anwendung nicht sinnvoll.

Absorption
Das schwer lösliche, intramuskulär verabreichte Procain-Penicillin G wird sehr langsam von der intramuskulären Injektionsstelle in den Blutstrom abgegeben und durch Hydrolyse in Penicillin G umgewandelt. Diese Kombination von Hydrolyse und langsamer Resorption führt zu Blutserumkonzentrationen, die viel niedriger, aber auch wesentlich langanhaltender als bei anderen parenteral verabreichten Penicillinen sind. Maximale Serumkonzentrationen von Penicillin G werden innerhalb von 1-4 Stunden erhalten. Eine wirksame Konzentration wird dann noch 1-2 Tage später festgestellt.
Bei intramuskulärer Injektion von Procain-Penicillin ergeben sich folgende Beziehungen zwischen Dosis, max. Penicillin-Serumspiegel und Wirkungsdauer:

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Dosis            Max. Serumspiegel     Serumspiegel 
                                       nach 24 h    
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300 000 I.E.     1,5 I.E./ml           0,2 I.E./ml  
600 000 I.E.     1,6 I.E./ml           0,3 I.E./ml  
4 Mio. I.E.      6-8 I.E./ml           0,2 I.E./ml  
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Distribution
Plasmaeiweissbindung: ca. 60% (an Albumin).
Verteilungsvolumen: 0,3 l/kg (bei Kindern ca. 0,75 l/kg).
Benzylpenicillin besitzt eine gute Gewebegängigkeit in Niere, Lunge, Leber, Schleimhaut, Haut, Prostata, Galle, Lymphe und Gelenkflüssigkeit. Die Diffusion in Muskulatur, Knochen, Nervengewebe und Gehirn ist schlecht. Die Liquorgängigkeit ist gering, bei entzündeten Meningen allerdings deutlich erhöht.
Benzylpenicillin ist plazentagängig. Im fötalen Kreislauf findet man 10-30% der mütterlichen Plasmakonzentration. Hohe Konzentrationen werden auch im Fruchtwasser erreicht. Dagegen ist der Übergang in die Milch gering (5-10% der Plasmawerte).

Metabolismus
16-30% einer verabreichten Penicillin G-Dosis werden in der Leber durch Hydrolyse des Betalaktam-Rings zu Penicilloinsäure metabolisiert. Sie ist der Hauptmetabolit der mikrobiologisch inaktiv ist.
Ein kleinerer Anteil wird in 6-Aminopenicilloinsäure verwandelt.
Ausserdem scheint es, dass der Wirkstoff in geringem Ausmass hydroxyliert wird zu einem oder mehreren Metaboliten.

Elimination
Da Penicillin G langsam resorbiert wird nach i.m. Verabreichung von Procain-Penicillin G, ist die Ausscheidung im Urin dementsprechend lang.
Die Serumhalbwertszeit von Penicillin G beträgt 0,4-0,9 Stunden. Die Ausscheidung erfolgt fast vollständig renal (vor allem durch tubuläre Sekretion), und zwar 60% und mehr in unveränderter Form (Q o  = 0,4). Ca. 32% werden biliär eliminiert.

Kinetik in besonderen klinischen Situationen
Bei Säuglingen, im Alter sowie bei Patienten mit Nierenschäden ist die Ausscheidung von Penicillin verlangsamt.
Orales Probenecid hemmt die tubuläre Sekretion des Penicillin G und verlängert somit die Serumkonzentration des Wirkstoffes.
Penicillin G wird durch Hämodialyse entfernt. Die Peritoneal-Dialyse ist weniger wirksam.