Metformin

Metformin ist ein Wirkstoff, der hauptsächlich zur Behandlung des Diabetes mellitus Typ 2, aber auch zur Behandlung des polyzystischen Ovarialsyndroms, angewendet wird. Der Arzneistoff hemmt in der Leber die Neubildung von Glucose und führt in der Peripherie zu einer Verbesserung der Glucoseverwertung. Metformin allein führt nicht zu einer Hypoglykämie.

Metformin

Anwendung

Anwendungsgebiete von Metformin sind:

Anwendungsart

Metformin ist in Form von Filmtabletten unzerkaut während oder nach den Mahlzeiten mit ausreichend Flüssigkeit einzunehmen.

Wirkmechanismus

Metformin reduziert nach oraler Applikation beim Diabetiker, nicht jedoch beim Stoffwechselgesunden, dosisabhängig den Blutzuckerspiegel infolge einer Hemmung der Glycogenolyse und Gluconeogenese in der Leber und führt zu einer verbesserten Glucoseverwertung in den peripheren Geweben. Eine Freisetzung von Insulin aus den B-Zellen erfolgt nicht.

Metformin

Pharmakokinetik

  • Metformin erreicht nach ca. 2,5 Stunden eine maximale Plasmakonzentration. Durch gleichzeitige Nahrungsaufnahme wird die Absorption des Wirkstoffs verringert.
  • Die Elimination erfolgt hauptsächlich renal.
  • Die renale Clearance liegt bei über 400 ml/min, was darauf hindeutet, dass Metformin durch glomeruläre Filtration und tubuläre Sekretion ausgeschieden wird.

Dosierung

Erwachsene mit normaler Nierenfunktion (GFR ≥ 90 ml/min)

Monotherapie und Kombination mit anderen oralen Antidiabetika:

  • Initialdosis: 500 mg oder 850 mg Metforminhydrochlorid zwei- oder dreimal täglich, während oder nach den Mahlzeiten.
  • Anpassung: Nach 10 bis 15 Tagen, basierend auf Blutzuckerspiegel-Messungen.
  • Maximale Dosis: 3 g täglich, aufgeteilt in 3 Einzeldosen.
  • Umstellung von anderem Antidiabetikum: Erst das bisherige Arzneimittel absetzen, dann Metformin wie oben beschrieben beginnen.

Kombination mit Insulin:

  • Initialdosis: 500 mg oder 850 mg Metforminhydrochlorid zwei- oder dreimal täglich.
  • Insulindosis: Anpassung nach gemessenen Blutzuckerwerten.

Ältere Patienten

  • Die Dosierung sollte sich nach der Nierenfunktion richten, regelmäßige Bestimmung der Nierenfunktion notwendig.

Nierenfunktionsstörung

  • Vor Beginn und danach mindestens einmal jährlich GFR ermitteln. Häufigere Kontrollen bei erhöhtem Risiko und älteren Patienten (alle 3-6 Monate).

GFR und Maximale Tagesdosis

  • GFR 60-89 ml/min: Maximale Tagesdosis: 3.000 mg. Eine Dosisreduktion kann in Abhängigkeit von der Abnahme der Nierenfunktion in Betracht gezogen werden.
  • GFR 45-59 ml/min: Maximale Tagesdosis: 2.000 mg. Vor Einleitung einer Behandlung mit Metformin sollten Faktoren, die das Risiko einer Laktatazidose erhöhen können, überprüft werden. Die Anfangsdosis beträgt höchstens die Hälfte der Maximaldosis.
  • GFR 30-44 ml/min: Maximale Tagesdosis: 1.000 mg.
  • GFR < 30 ml/min: Metformin ist kontraindiziert.

Kinder und Jugendliche

Monotherapie und Kombination mit Insulin:

  • Anwendbar bei Kindern ab 10 Jahren und bei Jugendlichen.
  • Initialdosis: 500 mg oder 850 mg Metforminhydrochlorid einmal täglich, während oder nach den Mahlzeiten.
  • Anpassung: Nach 10 bis 15 Tagen, basierend auf Blutzuckerspiegel-Messungen.
  • Maximale Dosis: 2 g Metforminhydrochlorid täglich, verteilt auf 2 oder 3 Einzeldosen.

Nebenwirkungen

Die häufigsten Nebenwirkungen zu Behandlungsbeginn sind:

  • Übelkeit
  • Erbrechen
  • Durchfall
  • Abdominalschmerzen
  • Appetitverlust

Um diese Symptome zu vermeiden wird empfohlen, die Tagesdosis von Metformin auf mehrere Einnahmen zu verteilen und die Dosierung nur langsam zu erhöhen.

Wechselwirkungen

Folgende Wechselwirkungen sind bei der Anwendung von Metformin zu beachten:

Gleichzeitige Anwendung nicht empfohlen:

  • Alkohol: Alkoholvergiftung ist mit einem erhöhten Risiko für eine Laktatazidose assoziiert, insbesondere in Zusammenhang mit Fasten, Mangelernährung oder Leberfunktionsstörung.
  • Jodhaltige Kontrastmittel: Die Behandlung mit Metformin muss im Vorfeld oder zum Zeitpunkt des bildgebenden Verfahrens unterbrochen werden und darf frühestens 48 Stunden danach und nur dann wiederaufgenommen werden, wenn die Nierenfunktion erneut kontrolliert wurde und sich als stabil erwiesen hat.

Kombinationen, bei deren Anwendung Vorsicht geboten ist:

  • Arzneimittel, die die Nierenfunktion beeinträchtigen: Einige Arzneimittel wie NSARs (einschließlich selektiver COX-2-Hemmer), ACE-Hemmer, Angiotensin-II-Rezeptorantagonisten und Diuretika, insbesondere Schleifendiuretika, können die Nierenfunktion ungünstig beeinflussen und das Risiko einer Laktatazidose erhöhen. Eine engmaschige Überwachung der Nierenfunktion ist erforderlich.
  • Arzneimittel mit intrinsischer hyperglykämischer Aktivität: Glukokortikoide (systemische und lokale Anwendung) und Sympathomimetika können die Blutzuckerspiegel erhöhen. Häufige Blutzuckermessungen sind notwendig, insbesondere zu Beginn der Therapie. Die Dosierung von Metformin sollte gegebenenfalls angepasst werden.
  • OCT1-Inhibitoren (wie Verapamil): Können die Wirksamkeit von Metformin verringern.
  • OCT1-Induktoren (wie Rifampicin): Können die gastrointestinale Resorption und die Wirkung von Metformin verstärken
  • OCT2-Inhibitoren (wie Cimetidin, Dolutegravir, Ranolazin, Trimethoprim, Vandetanib, Isavuconazol): Können die renale Ausscheidung von Metformin verringern und somit die Plasmakonzentration von Metformin erhöhen.
  • Inhibitoren von OCT1 und OCT2 (wie Crizotinib, Olaparib): Können die Wirksamkeit und renale Ausscheidung von Metformin verändern.

Mikronährstoffmangel (iatrogen)

Metformin kann – insbesondere bei Langzeiteinnahme – die Resorption essenzieller Mikronährstoffe beeinträchtigen. In Kombination mit einer proinflammatorischen Stoffwechsellage und Polypharmazie erhöht sich bei Patienten mit Diabetes das Risiko für klinisch relevante Mangelzustände.

Die folgende Übersicht zeigt Zusammenhänge zwischen dem Mikronährstoffstatus und der diabetesspezifischen Pathophysiologie auf.

NährstoffRelevanz bei Diabetes & MetformintherapieEmpfohlene Maßnahme
Chrom
  • Verbessert die Insulinrezeptor-Signalweiterleitung und fördert die Glukoseaufnahme in Muskel- und Fettzellen
  • Ein Mangel kann die Insulinresistenz verschlechtern
500–1.000 µg/d Chrompicolinat oder -chlorid
Coenzym Q10
  • Beteiligt an mitochondrialer Energieproduktion und antioxidativem Schutz
  • Spiegel sinken altersabhängig; oxidativer Stress ist bei Diabetes erhöht
100 mg/d Ubiquinol (aktive Form)  
Folsäure (Vitamin B9)
  • Unterstützt DNA-Synthese, Immunantwort und Homocysteinabbau
  • Mangel erhöht das kardiovaskuläre Risiko; Homocystein kann unter Metformin ansteigen 

0,2–0,4 mg/d 5-MTHF

2×/Jahr Homocystein kontrollieren

Magnesium
  • Essenziell für Insulinrezeptor-Aktivität und zelluläre Glukoseaufnahme
  • Diabetiker scheiden vermehrt Magnesium renal aus; Metformin kann intestinale Aufnahme beeinträchtigen             
6–10 mg/kg KG/d, ggf. individuell anpassen  
Omega-3-Fettsäuren (EPA/DHA)
  • Wirken entzündungshemmend, gefäßschützend und blutdrucksenkend
  • Unterstützen die Endothelfunktion, insbesondere bei diabetischer Mikroangiopathie  

2–4 g/d EPA + DHA

(z. B. aus Fischöl oder Algenöl) 

Thiamin (Vitamin B1)
  • Zentral für den Kohlenhydratstoffwechsel und den Schutz vor glykolytisch bedingtem oxidativem Stress
  • Diabetiker haben eine stark erhöhte renale Clearance; Metformin reduziert intestinale Absorption
20–50 mg/d Thiamin oder Benfotiamin
Riboflavin (Vitamin B2)
  • Coenzym in Redoxsystemen; essenziell für Energie- und Fettstoffwechsel, antioxidativen Schutz und Immunfunktion.
  • Diabetiker verlieren vermehrt Riboflavin über die Niere; Spiegel oft erniedrigt  
10–20 mg/d Riboflavin
Cyanocobalamin (Vitamin B12)
  • Essenziell für Myelinsynthese, Zellteilung und Homocysteinabbau
  • Metformin hemmt die IF-vermittelte Resorption im terminalen Ileum → Risiko für subklinischen und klinischen Mangel    

100–500 µg/d Methylcobalamin

2×/Jahr: MMA & Homocystein messen

Ascorbinsäure (Vitamin C)
  • Antioxidans, schützt Gefäße und β-Zellen vor Hyperglykämie-induziertem oxidativen Stress
  • Bedarf bei Diabetikern oft erhöht, Spiegel häufig vermindert 
500 mg/d, ggf. individuell anpassen  
Colecalciferol (Vitamin D3)
  • Beeinflusst Insulinsensitivität und β-Zellfunktion
  • Mangel ist häufig bei Diabetikern; nicht direkt durch Metformin, aber relevant für Glukosehomöostase  

5.000–10.000 I.E./d

Ziel: 40–90 ng/mL 25(OH)D

2×/Jahr messen

Tocopherol (Vitamin E)
  • Fettlösliches Antioxidans, schützt Membranlipide vor Peroxidation
  • Erhöhter oxidativer Stress bei Diabetes spricht für eine gezielte Ergänzung    
200 I.E./d α-Tocopherol

Kontraindikationen

Metformin darf nicht angewendet werden bei:

  • Überempfindlichkeit gegen den Wirkstoff
  • diabetischer Ketoazidose
  • diabetisches Präkoma
  • akuter und instabiler Herzinsuffizienz

Schwangerschaft

Es wird empfohlen Metformin nicht in der Schwangerschaft anzuwenden. Der Blutzuckerspiegel sollte in der Schwangerschaft durch Insulin eingestellt werden.

Stillzeit

Metformin geht in die Muttermilch über. Es wurden keine Nebenwirkungen bei gestillten Neugeborenen beobachtet. Aufgrund der limitierten Datenlage wird das Stillen unter einer Therapie mit Metformin jedoch nicht empfohlen.

Verkehrstüchtigkeit

Eine Monotherapie mit Metformin hat keinen Einfluss auf die Verkehrstüchtigkeit und die Fähigkeit zum Bedienen von Maschinen, da Metformin alleine keine Hypoglykämie auslöst. Bei Kombination von Metformin mit anderen Antidiabetika (z. B. Sulfonylharnstoffe, Insulin oder Glinide) besteht jedoch das Risiko einer Hypoglykämie, worüber die Patienten aufzuklären sind.

Anwendungshinweise

Folgende Warnhinweise und Vorsichtsmaßnahmen sind bei der Anwendung von Metformin zu beachten:

  • Laktatazidose: Laktatazidose, eine sehr seltene, aber schwerwiegende metabolische Komplikation, tritt häufig bei akuter Verschlechterung der Nierenfunktion oder kardiorespiratorischer Erkrankung auf. Bei Anzeichen von Dehydratation sollte Metformin vorübergehend abgesetzt und ärztlicher Rat eingeholt werden.
  • Nierenfunktion: Die GFR sollte vor Beginn der Behandlung und in regelmäßigen Abständen kontrolliert werden. Metformin darf bei einer GFR < 30 ml/min nicht angewendet werden.
  • Herzfunktion: Patienten mit Herzinsuffizienz haben ein höheres Risiko für Hypoxie oder Niereninsuffizienz. Bei stabiler Herzinsuffizienz kann Metformin unter Kontrolle von Herz- und Nierenfunktion eingesetzt werden. Bei akuter Herzinsuffizienz ist Metformin kontraindiziert.
  • Anwendung jodhaltiger Kontrastmittel: Jodhaltige Kontrastmittel können zu einer Nephropathie führen und das Risiko einer Laktatazidose erhöhen. Metformin muss vor oder zum Zeitpunkt des bildgebenden Verfahrens unterbrochen werden und kann frühestens 48 Stunden danach wieder aufgenommen werden, wenn die Nierenfunktion stabil ist.
  • Chirurgische Eingriffe: Metformin muss bei Operationen unter Allgemein-, Spinal- oder Epiduralanästhesie abgesetzt werden. Die Therapie darf nicht früher als 48 Stunden nach der Operation oder nach Wiederaufnahme der oralen Ernährung und nur dann wiederaufgenommen werden, wenn die Nierenfunktion stabil ist.
  • Kinder und Jugendliche: Die Diagnose eines Typ-2-Diabetes muss vor Beginn der Behandlung bestätigt sein. Eine sorgfältige Nachbeobachtung der Auswirkungen auf Wachstum und Pubertät ist erforderlich.
  • Kinder zwischen 10 und 12 Jahren: Besondere Vorsicht bei der Verordnung von Metformin, da nur wenige Kinder dieser Altersgruppe in Studien eingeschlossen waren.

Weitere Vorsichtsmaßnahmen:

  • Patienten sollten eine ausgewogene Diät einhalten.
  • Regelmäßige Laboruntersuchungen zur Überwachung des Diabetes mellitus sind erforderlich.
  • Metformin kann den Vitamin-B12-Serumspiegel senken. Eine Überwachung könnte bei Risikopatienten notwendig sein.
  • Metformin allein führt nicht zu Hypoglykämie, Vorsicht ist jedoch bei Kombination mit Insulin oder anderen Antidiabetika geboten.

Alternativen

Siehe Antidiabetika

Wirkstoff-Informationen

Molare Masse:
129.16 g·mol-1
Mittlere Halbwertszeit:
ca. 5.0 H
Q0-Wert:
0.01
Kindstoff(e):
Quelle:
  1. Fachinformation Siofor
  2. Fachinformation Metformin Heumann
  3. Fachinformation Glucophage
  4. Fachinformation Metformin Hexal
  5. Fachinformation Metformin Ratiopharm
  6. Medizinische Chemie: Targets und Arzneistoffe, Steinhilber, Schubert-Zsilavecz, Roth
  7. Matthews et al. (2019) Glycaemic durability of an early combination therapy with vildagliptin and metformin versus sequential metformin monotherapy in newly diagnosed type 2 diabetes (VERIFY): a 5-year, multicentre, randomised, double-blind trial. The Lancet, DOI: 10.1016/S0140-6736(19)32131-2
  8. Mosenzon and Leibowitz: Editorial, 18. September 2019

Abbildung

Anika Mifka adapted from Foretz, M. et al. (2023): Metformin: update on mechanisms of action and repurposing potential. Nat Rev Endocrinol, DOI: https://doi.org/10.1038/s41574-023-00833-4, Pernicova & Korbonits (2014): Metformin—mode of action and clinical implications for diabetes and cancer. Nature Reviews Endocrinology, DOI: https://doi.org/10.1038/nrendo.2013.256 and Mutschler Arzneimittelwirkungen (11. Auflage), Antidiabetika, p. 674

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