ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 31 -

пероральный (внутрь, per os)\

ректальный (через прямую кишку, per rectum).

Сублингвальное и трансбуккальное введение. При сублингвальном и трансбук-

кальном путях введения через слизистую оболочку ротовой полости хорошо всасываются липофильные неполярные вещества (всасывание происходит путем пассивной диффузии) и относительно плохо - гидрофильные полярные.

Сублингвальный и трансбуккальный пути введения имеют ряд положительных черт:

они просты и удобны для больного;

вещества, введенные сублингвально или трансбуккально, не подвергаются воздействию хлористоводородной кислоты;

вещества попадают в общий кровоток, минуя печень, что предотвращает их преждевременное разрушение и выделение с желчью, т. е. устраняется так называемый эффект первого прохождения через печень (см. стр. 32);

вследствие хорошего кровоснабжения слизистой оболочки полости рта всасывание Л В происходит довольно быстро, что обеспечивает быстрое развитие эффекта. Это позволяет использовать такие пути введения при неотложных состояниях.

Однако из-за небольшой всасывающей поверхности слизистой оболочки полости рта сублингвально или трансбуккально можно вводить только высокоактивные вещества, применяемые в небольших дозах, такие как нитроглицерин, некоторые стероидные гормоны. Так, для устранения приступа стенокардии сублингвально применяют таблетки, содержащие 0,5 мг нитроглицерина - эффект наступает через 1-2 мин.

Пероральное введение. При введении лекарственных средств внутрь основным механизмом всасывания ЛВ является пассивная диффузия - таким образом легко всасываются неполярные вещества. Всасывание гидрофильных полярных веществ ограничено из-за небольшой величины межклеточных промежутков в эпителии ЖКТ. Немногие гидрофильные Л В (леводопа, производное пиримидина - фторурацил) всасываются в кишечнике путем активного транспорта.

Всасывание слабокислых соединений (ацетилсалициловой кислоты, барбитуратов и др.) начинается уже в желудке, в кислой среде которого большая часть вещества неионизирована. Но в основном всасывание всех ЛВ, включая слабые

кислоты, происходит в кишечнике. Этому способствует большая всасывающая поверхность слизистой оболочки кишечника (200 м2 ) и ее интенсивное кровоснабжение. Слабые основания всасываются в кишечнике лучше, чем слабые кислоты, так как в щелочной среде кишечника слабые основания в основном находятся в неионизированной форме, что облегчает их проникновение через мембраны эпителиальных клеток.

На всасывание лекарственных веществ оказывает также влияние их способность растворяться в воде (для достижения места всасывания вещества должны растворяться в содержимом кишечника), размер частиц вещества и лекарственная форма, в которой его назначают. При применении твердых лекарственных форм (таблеток, капсул) большое значение имеет скорость, с которой они распадаются в кишечнике. Быстрая распадаемость таблеток (или капсул) способствует достижению более высокой концентрации вещества в месте всасывания. Для замедления всасывания и создания более постоянной концентрации ЛВ используют лекарственные формы с замедленным (контролируемым) высвобождением Л В. Таким образом можно получить препараты так называемого пролонгированного действия, которые в отличие от обычных препаратов действуют гораздо дольше

ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 32 -

(блокатор кальциевых каналов нифедипин в обычных лекарственных формах назначают 3 раза в сутки, а его пролонгированные формы 1-2 раза в сутки).

Принятые внутрь лекарственные вещества подвергаются воздействию хлористоводородной кислоты и пищеварительных ферментов желудочно-кишечного тракта. Так, например, бензилпенициллин разрушается хлористоводородной кислотой желудочного сока, а инсулин и другие вещества полипептидной структуры - протеолитическими ферментами. Чтобы избежать разрушения некоторых веществ под действием хлористоводородной кислоты желудочного сока, их назначают в специальных лекарственных формах, а именно в виде таблеток или капсул с кислоторезистентным покрытием. Такие лекарственные формы без изменения проходят через желудок и распадаются только в тонком кишечнике (кишечнорастворимые лекарственные формы).

На всасывание Л В в ЖКТ могут оказывать влияние и другие факторы. В частности, оно зависит от моторики ЖКТ. Так, всасывание многих ЛВ, в особенности слабых оснований (пропранолола, кодеина и др.), которые в щелочной среде кишечника находятся преимущественно в неионизированной форме, происходит более интенсивно при ускорении опорожнения желудка (например, при применении гастрокинетика метоклопрамида). Обратный эффект наблюдается при введении веществ, задерживающих опорожнение желудка, таких как М-холинобло- каторы (например, атропин). В то же время усиление моторики кишечника и, следовательно, ускорение продвижения содержимого по кишечнику может нарушить всасывание медленно всасывающихся веществ.

Количество и качественный состав содержимого кишечника также влияют на всасывание ЛВ в ЖКТ. Составные компоненты пищи могут нарушать всасывание лекарственных веществ. Так, кальций, содержащийся в большом количестве в молочных продуктах, образует с тетрациклиновыми антибиотиками плохо всасывающиеся комплексы. Таннин, содержащийся в чае, образует с препаратами железа нерастворимые таннаты. Некоторые лекарственные средства существенно влияют на всасывание других ЛВ, назначаемых одновременно. Так, колес-тирамин (применяется при атеросклерозе для снижения уровня атерогенных липопротеинов) связывает в кишечнике желчные кислоты и таким образом препятствует всасыванию жирорастворимых соединений, в частности витаминов К, А, Е, D. Кроме того, он препятствует всасыванию тироксина, варфарина и некоторых других ЛВ.

Из тонкого кишечника вещества всасываются в воротную (портальную) вену и с током крови сначала попадают в печень и только потом в системный кровоток (рис. 1.4). В печени большинство ЛВ частично биотрансформируется (и при этом инактивируется) и/или выделяется с желчью, поэтому в системный кровоток поступает только часть всосавшегося вещества. Этот процесс называется эффектом первого прохождения через печень или элиминацией при первом прохождении через печень (элиминация включает биотрансформацию и выведение).

В связи с тем, что лекарственные вещества оказывают резорбтивное действие только после того как они достигли системного кровотока (и затем распределились по органам и тканям), вводится понятие биодоступность.

Биодоступность - часть введенной дозы лекарственного вещества, которая в неизмененном виде достигла системного кровотока. Биодоступность обычно выражают в процентах. Биодоступность вещества при внутривенном введении принимается равной 100%. При введении внутрь биодоступность, как правило, меньше. В справочной литературе обычно приводят значения биодоступности лекарственных веществ для введения внутрь.

ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 33 -

При введении внутрь биодоступность лекарственных веществ может быть снижена по разным причинам. Некоторые вещества частично разрушаются под влиянием хлористоводородной кислоты и/или пищеварительных ферментов желу- дочно-кишечного тракта. Некоторые ЛВ недостаточно хорошо всасываются в кишечнике (например, гидрофильные полярные соединения) или неполностью высвобождаются из таблетированных лекарственных форм, что также может быть причиной их низкой биодоступности. Известны вещества, которые метаболизируются в стенке кишечника.

Кроме того, многие вещества, перед тем как попасть в системный кровоток, подвергаются весьма интенсивной элиминации при первом прохождении через печень и по этой причине имеют низкую биодоступность. Соответственно, дозы таких Л В при введении внутрь обычно превышают дозы, необходимые для достижения того же эффекта при парентеральном или сублингвальном введении. Так, нитроглицерин, который практически полностью всасывается из кишечника, но при первом прохождении через печень элиминируется более чем на 90%, назначают сублингвально в дозе 0,5 мг, а внутрь в дозе - 6,4 мг.

Для сравнительной характеристики препаратов, в частности, препаратов, производимых различными фармацевтическими предприятиями и содержащих одно и то же вещество в одинаковой дозе, используют понятие «биоэквивалентность». Два препарата считаются биоэквивалентными, если они обладают одинаковой

ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 34 -

биодоступностью и константой скорости всасывания (характеризует скорость поступления ЛВ в системный кровоток из места введения). При этом биоэквивалентные препараты должны обеспечивать одинаковую скорость достижения максимальной концентрации вещества в крови.

Пероральный путь введения, так же как сублингвальный, имеет некоторые преимущества перед парентеральными путями введения, а именно является наиболее простым и удобным для больного, не требует стерильности препаратов и специально обученного персонала. Однако внутрь можно вводить только те вещества, которые не разрушаются в ЖКТ, кроме того, на степень всасывания оказывает влияние относительная липофильность ЛВ. К недостаткам этого пути введения можно также отнести зависимость всасывания лекарственных веществ от состояния слизистой оболочки и моторики кишечника от рН среды и состава содержимого кишечника, в частности от взаимодействия с компонентами пищи и другими Л В. Значительным недостатком является также то, что многие Л В частично разрушаются при первом прохождении через печень.

Кроме того, сами ЛВ могут оказывать влияние на процесс пищеварения и всасывание пищевых веществ, в том числе на усвоение витаминов. Так, например, осмотические слабительные средства затрудняют всасывание пищевых веществ из кишечника, а антацидные средства, нейтрализуя хлористоводородную кислоту желудочного сока, нарушают процесс переваривания белков.

Использование перорального пути введения иногда просто недоступно у некоторых больных (при отказе больного принимать лекарства, при нарушении акта глотания, упорной рвоте, в бессознательном состоянии, в раннем детском возрасте). В этих случаях лекарственные средства можно вводить по тонкому желудочному зонду через носовые ходы или через рот в желудок и/или двенадцатиперстную кишку.

Ректальное введение. Введение лекарственных средств впрямую кишку (ректально) используется в тех случаях, когда невозможен пероральный путь введения (например, при рвоте) или лекарственное вещество обладает неприятным вкусом и запахом и разрушается в желудке и верхних отделах кишечника. Очень часто ректальный путь введения используется в педиатрической практике.

Ректально лекарственные вещества назначаются в форме суппозиториев или в лекарственных клизмах объемом 50 мл. При введении таким путем веществ, раздражающих слизистую оболочку прямой кишки, их предварительно смешивают со слизями и подогревают до температуры тела для лучшего всасывания.

Из прямой кишки лекарственные вещества быстро всасываются и поступают в общий кровоток, на 50% минуя печень. Ректальный путь не используется для введения высокомолекулярных лекарственных веществ белковой, жировой и полисахаридной структуры, поскольку из толстого кишечника эти вещества не всасываются. Некоторые вещества вводят ректально для местного воздействия на слизистую оболочку прямой кишки, например, свечи с бензокаином (анестезином).

Б. Парентеральные пути введения

К парентеральным путям введения относятся:

внутривенный;

внутриартериальный;

интрастернальный;

внутримышечный;

подкожный;

ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 35 -

внутрибрюшинный;

под оболочки мозга; и некоторые другие.

Внутривенное введение. При таком пути введения лекарственные вещества

сразу попадают в системный кровоток, чем объясняется короткий латентный период их действия.

В вену вводят водные растворы лекарственных веществ. Введение в вену большинства лекарственных веществ следует производить медленно (часто после предварительного разведения препарата раствором натрия хлорида или глюкозы).

Однако, если нужно быстро создать высокую концентрацию лекарственного вещества в крови, его вводят быстро, струйно. Внутривенное введение растворов больших объемов осуществляют капельным (инфузионным) способом. В этих случаях используются специальные системы с капельницами, позволяющие регулировать скорость введения. Последняя обычно составляет 20-60 капель в мин, что соответствует примерно 1-3 мл раствора.

В небольших количествах внутривенно можно вводить гипертонические растворы (например, 10-20 мл 40% раствора глюкозы). Из-за риска закупорки сосудов (эмболии) недопустимо внутривенное введение масляных растворов, суспензий, водных растворов с пузырьками газа. Введение в вену средств с раздражающим действием может привести к развитию тромбоза.

Внутривенный путь введения обычно используется при оказании неотложной медицинской помощи, но может применяться планово и для курсового лечения в условиях стационара и амбулаторно.

Внутриартериальное введение. Введение лекарственного вещества в артерию, кровоснабжающую определенный орган, дает возможность создать в нем высокую концентрацию действующего вещества. Внутриартериально вводят рентгеноконтрастные и противоопухолевые препараты. В некоторых случаях внутриартериально вводят антибиотики.

Интрастернальное введение (введение в грудину). Этот путь введения используют при невозможности внутривенного введения, например, у детей, лиц старческого возраста.

Внутримышечное введение. Лекарственные вещества обычно вводят в верхненаружную область ягодичной мышцы. Внутримышечно вводят как липофильные, так и гидрофильные лекарственные вещества. Всасывание гидрофильных Л В при внутримышечном введении происходит в основном путем фильтрации через межклеточные промежутки в эндотелии сосудов скелетных мышц. Липофильные ЛВ всасываются в кровь путем пассивной диффузии. Мышечная ткань имеет хорошее кровоснабжение и поэтому всасывание лекарственных веществ в кровь происходит довольно быстро, что позволяет через 5-10 мин создать достаточно высокую концентрацию лекарственного вещества в крови

Внутримышечно вводят водные растворы (до 10 мл), а для обеспечения длительного эффекта - масляные растворы и суспензии, что задерживает всасывание вещества из места введения в кровь (рис. 1.5). Внутримышечно нельзя вводить гипертонические растворы и раздражающие вещества.

Подкожное введение. При введении под кожу лекарственные вещества (липофильные и гидрофильные) всасываются такими же способами (т.е. путем пассивной диффузии и фильтрации), что и при внутримышечном введении. Однако из подкожной клетчатки лекарственные вещества всасываются несколько медленнее, чем из мышечной ткани, поскольку кровоснабжение подкожной клетчатки менее интенсивно, чем кровоснабжение скелетных мышц.

ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 36 -

Подкожно вводят водные растворы и с осторожностью масляные растворы и суспензии (см. рис. 1.5). В подкожную клетчатку имплантируются силиконовые контейнеры; таблетированные стерильные твердые лекарственные формы имплантируются в межлопаточную область. Подкожно нельзя вводить вещества с раздражающим действием и гипертонические растворы.

Внутрибрюшинное введение. Вещества вводят в полость брюшины между ее париетальным и висцеральными листками. Этот путь используется, например, для введения антибиотиков во время операций на брюшной полости.

Введение под оболочки мозга. Лекарственные вещества можно вводить субарахноидально или субдурально. Таким образом при инфекционных поражениях тканейи оболочек мозга вводят антибиотики, плохо проникающие через гематоэнцефалический барьер. Субарахноидальное введение местных анестетиков используют для спинномозговой анестезии.

Внутривенное, внутриартериальное, интрастернальное, внутримышечное, подкожное введение и введение под оболочки мозга требуют стерильных лекарственных форм и осуществляются квалифицированным медицинским персоналом.

Ингаляционное введение (от лат.inhalare - вдыхать). Ингаляционно вводят газообразные вещества, пары легко испаряющихся жидкостей, аэрозоли и воздушные взвеси мелкодисперсных твердых веществ. Всасывание лекарственных веществ в кровь с большой поверхности легких происходит очень быстро. Таким образом вводят средства для ингаляционного наркоза.

Ингаляционное введение (обычно в виде аэрозолей) используют также для воздействия на слизистую оболочку и гладкие мышцы дыхательных путей. Это один из самых распространенных способов введения бронхорасширяющих средств и препаратов глюкокортикоидов при бронхиальной астме. В этом случае всасывание веществ в кровь является нежелательным, так как приводит к появлению системных побочных эффектов.

ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 37 -

Интраназальное введение. Вещества вводят в полость носа в виде капель или специальных интраназальных спреев. Всасывание происходит со слизистой оболочки полости носа. Таким путем вводят препараты некоторых пептидных гормонов, которые назначают в малых дозах. Например, десмопрессин, аналог антидиуретического гормона задней доли гипофиза, применяют интраназально при несахарном диабете в дозе 10-20 мкг.

Трансдермальное введение. Некоторые липофильные лекарственные вещества в форме дозированных мазей или пластырей (трансдермальные терапевтические системы) наносятся на кожу, всасываются с ее поверхности в кровь (при этом вещества попадают в системный кровоток, минуя печень) и оказывают резорбтивное действие. В последнее время этот путь используют для введения нитроглицерина. С помощью трансдермальных лекарственных форм можно длительно поддерживать постоянную терапевтическую концентрацию лекарственного вещества в крови и таким образом обеспечить продолжительный лечебный эффект. Так, пластыри, содержащие нитроглицерин, оказывают антиангинальное действие (лечебный эффект при стенокардии) в течение 12 ч.

Возможно введение ионизированных лекарственных веществ с помощью ионофореза (ионофоретическое введение). Всасывание таких веществ после нанесения их на кожу или слизистые оболочки происходит под воздействием слабого электрического поля.

Кроме того, лекарственные вещества наносят на кожу или слизистые оболочки для получения местного действия. В таких случаях используют специальные лекарственные формы для наружного применения (мази, кремы, растворы для наружного применения и т.д.). При этом всасывание ЛВ в кровь является нежелательным.

Лекарственные вещества можно вводить также в полость плевры (противотуберкулезные средства), в полость суставной сумки (введение гидрокортизона при ревматоидном артрите), в тело и в просвет органа (например, введение окситФ^ цина в шейку и тело матки для остановки послеродовых кровотечений).

1.2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ

После поступления в системный кровоток ЛВ распределяются в различные органы и ткани. Характер распределения ЛВ во многом определяется их способностью растворяться в воде или липидах (т.е. их относительной гидрофильноетью или липофильностью), а также интенсивностью регионарного кровотока.

Гидрофильные полярные вещества распределяются в организме неравномерно. Большинство гидрофильных ЛВ не проникают в клетки и распределяются в основном в плазме крови и интерстициальной жидкости. В интерстициальную жидкость они попадают через межклеточные промежутки в эндотелии сосудов. В эндотелии капилляров мозга межклеточные промежутки отсутствуют - эндотелиальные клетки плотно прилегают друг к другу (между клетками имеются так называемые плотные контакты). Такой непрерывный слой эндотелиальных клеток образует гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), препятствующий распределению гидрофильных полярных веществ (в том числе ионизированных молекул) в ткани мозга (см. рис. 1.3). Определенную барьерную функцию выполняют, по-видимому, и клетки глии. Через этот барьер немногие гидрофильные ЛВ (например, леводопа) проникают только с помощью активного транспорта.

ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 38 -

Однако есть участки мозга, не защищенные гематоэнцефалическим барьером. Триггерная зона рвотного центра доступна для действия веществ, не проникающих через ГЭБ, таких как антагонист дофаминовых рецепторов домперидон. Это позволяет использовать домперидон в качестве противорвотного средства, не оказывающего влияния на другие структуры мозга. Кроме того, при воспалении мозговых оболочек гематоэнцефалический барьер становится более проницаемым для гидрофильных Л В (это позволяет вводить внутривенно натриевую соль бензилпенициллина для лечения бактериального менингита).

Кроме ГЭБ, в организме есть другие гистогематические барьеры (т.е. барьеры, отделяющие кровь от тканей), которые являются препятствием для распределения гидрофильных Л В. К ним относятся гематоофтальмический барьер, не пропускающий гидрофильные полярные Л В в ткани глаза, гематотестику-лярный и плацентарный барьеры. Плацентарный барьер во время беременности препятствует проникновению некоторых гидрофильных полярных ЛВ из организма матери в организм плода.

Относительно равномерно распределяются в организме липофильные неполярные вещества. Они проникают путем пассивной диффузии через мембраны клеток и распределяются как во внеклеточной, так и во внутриклеточной жидкостях организма. Липофильные ЛВ проходят через все гистогематические барьеры, в частности, диффундируют непосредственно через мембраны эндотелиаль-ных клеток капилляров в ткани мозга. Липофильные Л В легко проходят через плацентарный барьер. Многие лекарственные средства могут оказывать нежелательное действие на плод и поэтому прием препаратов беременными женщинами должен находиться под строгим врачебным контролем.

Влияние на распределение ЛВ оказывает также интенсивность кровоснабжения органов и тканей. Лекарственные вещества распределяются быстрее в хорошо перфузируемые органы, т.е. органы с интенсивным кровоснабжением, такие как сердце, печень, почки и достаточно медленно - в ткани с относительно плохим кровоснабжением - подкожную клетчатку, жировую и костную ткань.

1.3. ДЕПОНИРОВАНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ

г При распределении в организме некоторые Л В частично могут задерживаться и накапливаться в различных тканях. Происходит это в основном вследствие обратимого связывания ЛВ с белками, фосфолипидами и нуклеопротеинами клеток. Этот процесс носит название депонирование. Концентрация вещества в месте его депонирования (в депо) может быть достаточно высокой. Из депо вещество постепенно высвобождается в кровь и распределяется по другим органам и тканям, в том числе достигая места своего действия. Депонирование может привести к удлинению (пролонгированию) действия препарата или возникновению эффекта последействия. Так происходит при введении средства для внутривенного наркоза,

Тиопентала-натрия, высоколипофильного соединения, которое накапливается в жировой ткани. Препарат вызывает непродолжительный наркоз (порядка 15 мин), после прекращения которого наступает посленаркозный сон (в течение 2-3 ч), связанный с высвобождением тиопентала из депо.

Депонирование ЛВ в некоторых тканях может привести к развитию побочных эффектов. Например, тетрациклины связываются с кальцием и накапливаются в костной ткани. При этом они могут нарушать развитие скелета у маленьких детей. По этой же причине эти препараты не должны назначаться беременным женщинам.

ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 39 -

Многие Л В связываются с белками плазмы крови. Слабокислые соединения (нестероидные противовоспалительные средства, сульфаниламиды) связываются в основном с альбуминами (самой большой фракцией белков плазмы), а слабые основания - с α1-кислым гликопротеином и некоторыми другими белками плазмы крови. Связывание ЛВ с плазменными белками - обратимый процесс, который может быть представлен следующим образом:

ЛВ + белок <=> комплекс ЛВ-белок.

Комплексы вещество - белок не проникают через мембраны клеток и через межклеточные промежутки в эндотелии сосудов (не фильтруются они и в капиллярах почечных клубочков) и поэтому являются своеобразным резервуаром или депо данного вещества в крови.

Связанное с белками ЛВ не проявляет фармакологической активности. Но поскольку это связывание обратимо, часть вещества постоянно высвобождается из комплекса с белком (происходит это при снижении концентрации свободного вещества в плазме крови) и оказывает фармакологическое действие.

Связывание Л В с белками плазмы крови не является специфичным. Разные ЛВ могут связываться с одними и теми же белками с достаточно высоким аффинитетом, при этом они конкурируют за места связывания на белковых молекулах и могут вытеснять друг друга. При этом большое значение имеет степень связывания веществ с белками при их терапевтических концентрациях в крови. Так, например, толбутамид (гипогликемическое средство, применяемое при сахарном диабете) приблизительно на 96% связывается с белками плазмы крови (при этом в свободном, а, следовательно, в активном состоянии в крови находится только около 5% вещества). При одновременном назначении сульфаниламидов, которые в терапевтических концентрациях связываются со значительной фракцией белков плазмы крови, происходит быстрое вытеснение толбутамида из мест связывания. Это приводит к повышению концентрации свободного толбутамида tfc крови. Результатом, как правило, является чрезмерное гипогликемическое действие препарата, а также более быстрое прекращение его эффекта, так как одновременно ускоряется биотрансформация и выведение из организма несвязанного с белками вещества. Особую опасность представляет одновременное назначение сульфаниламидов и антикоагулянта варфарина, который связывается с белками плазмы крови на 99%. Быстрое повышение концентрации свободного варфарина (препарата с малой широтой терапевтического действия) приводит к резкому снижению свертываемости крови и кровотечениям.

1.4. БИОТРАНСФОРМАЦИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

Биотрансформация (метаболизм) - изменение химической структуры лекарственных веществ и их физико-химических свойств под действием ферментов организма. Основной направленностью этого процесса является превращение липофильных веществ, которые легко реабсорбируются в почечных канальцах, в гидрофильные полярные соединения, которые быстро выводятся почками (не реабсорбируются в почечных канальцах). В процессе биотрансформации, как правило, происходит снижение активности (токсичности) исходных веществ.

Биотрансформация липофильных ЛВ в основном происходит под влиянием ферментов печени, локализованных в мембране эндоплазматического ретикулу-ма гепатоцитов. Эти ферменты называются микросомальными, потому что

ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 40 -

они оказываются связанными с мелкими субклеточными фрагментами гладкого эндоплазматического ретикулума (микросомами), которые образуются при гомогенизации печеночной ткани или тканей других органов и могут быть выделены центрифугированием (осаждаются в так называемой «микросомальной» фракции).

В плазме крови, а также в печени, кишечнике, легких, коже, слизистых оболочках и других тканях имеются немикросомальные ферменты, локализованные в цитозоле или митохондриях. Эти ферменты могут участвовать в метаболизме гидрофильных веществ.

Различают два основных вида метаболизма лекарственных веществ:

несинтетические реакции (метаболическая трансформация);

синтетические реакции (конъюгация).

Лекарственные вещества могут подвергаться или метаболической биотрансформации (при этом образуются вещества, называемые метаболитами), или конъюгации (образуются конъюгаты). Но большинство Л В сначала метаболизируется при участии несинтетических реакций с образованием реакционноспособных метаболитов, которые затем вступают в реакции конъюгации.

Кметаболической трансформации относятся следующие реакции: окисление, восстановление, гидролиз. Многие липофильные соединения подвергаются окислению в печени под влиянием микросомальной системы ферментов, известных как оксидазы смешанных функций, или монооксигеназы. Основными компонентами этой системы являются цитохром Р-450-редуктаза и цитохром Р-450 - гемопротеин, который связывает молекулы лекарственного вещества и кислород в своем активном центре. Реакция протекает при участии НАДФН. В результате происходит присоединение одного атома кислорода к субстрату (лекарственному веществу) с образованием гидроксильной группы (реакция гидро-ксилирования).

RH + 02 + НАДФН + Н+ -> ROH + Н2 0 + НАДФ+ , где RH - лекарственное вещество, a ROH - метаболит.

Оксидазы смешанных функций обладают низкой субстратной специфичностью. Известно много изоформ цитохрома Р-450 (Cytochrome Р-450, CYP), каждая из которых может метаболизировать несколько лекарственных веществ. Так, изоформа CYP2C9 участвует в метаболизме варфарина, фенитоина, ибупрофена, CYP2D6 метаболизирует имипрамин, галоперидол, пропранолол, a CYP3A4 - карбамазепин, циклоспорин, эритромицин, нифедипин, верапамил и некоторые другие вещества. Окисление некоторых лекарственных веществ происходит под влиянием немикросомальных ферментов, которые локализованы в цитозоле или митохондриях. Для этих ферментов характерна субстратная специфичность, например, моноаминоксидаза А метаболизирует норадреналин, адреналин, серотонин, алкогольдегидрогеназа метаболизирует этиловый спирт до ацетальдегида.

Восстановление лекарственных веществ может происходить при участии микросомальных (хлорамфеникол) и немикросомальных ферментов (хлоралгидрат, налоксон).

Гидролиз лекарственных веществ осуществляется в основном немикросомальными ферментами (эстеразами, амидазами, фосфатазами) в плазме крови и тканях. При этом вследствие присоединения воды происходит разрыв эфирных, амидных и фосфатных связей в молекулах лекарственных веществ. Гидролизу подвергаются сложные эфиры - ацетилхолин, суксаметоний (гидролизуются при участии холинэстераз), амиды (прокаинамид), ацетилсалициловая кислота (см. табл. 1.1).

Дифильные основы представляют собой иногда очень сложные композиции, которым присущи свойства как липофильных, так и гидрофильных основ. Они обеспечивают хорошее всасывание лекарственных субстанций, имеют хорошие консистентные свойства, не задерживают природный газо- и теплообмен кожи.

Таким образом, им присущи более оптимальные свойства, чем липофильным и особенно углеводородным основам. Условно их подразделяют на абсорбционные (способные поглощать значительное количество воды или водных растворов) и эмульсионные.

В состав абсорбционных мазевых основ входят липофильные компоненты: вазелин, растительные масла, масло вазелиновое, церезин и эмульгаторы типа в/м (ланолин безводный, эмульгатор №1, эмульгатор Т-2, моноглицериды дистиллированные, спирты шерстного воска, гидролин, спены, пентод, спирты цетиловый, стеариновый).

Из абсорбционных основ наиболее широко используются различные сплавы вазелина с ланолином безводным: основа для приготовления глазных мазей (9:1) и основа для приготовления мазей с антибиотиками (6:4). Для приготовления мазей с серой, цинка оксидом, салициловой и борной кислотами, гидрокортизоном, дегтем, калия иодидом, ихтиолоим, стрептоцидом и т.д. со сроком годности 2 года может быть использована абсорбционная основа такого состава: спиртов шерстного воска 6 г, церезина 24 г, вазелина 10 г, масла вазелинового 60 г. Если церезин заменить парафином, получим абсорбционную основу, которая используется для приготовления мази “Салипар” (салициловой кислоты 2%).

Эмульсионное основы типа в/м могут быть представлены известной консистентной эмульсией вода - вазелин (состав см. табл. 19.6). Эта основа предложена как заменитель свиного жира. Ее следует использовать для приготовления таких мазей: серной простой, с калия иодидом, со скипидаром, “Сунореф” и др. Она легко поглощает воду и глицерин (100%), спирт этиловый (25%), димексид (35%), водные и спиртовые вьггяжки. Например, мазь с календулой имеет такой состав: настойки календулы 10 г, эмульсии вода - вазелин 90 г.

Для приготовления мазей с труднорастворимыми и нестабильными в воде антибиотиками рекомендуются основы “Эсилон-1” (эси- лон-аэросильной основы - 45%, гидролина - 5%, ПЭО-400 - 20%, воды очищенной - 30%) и “Эсилон-2” (эсилон-аэросилъной основы - 45%, гидролина - 5%, воды очищенной - 50%). При их приготовлении эсилон-аэросильную основу смешивают с гидролином при температуре 50-60°С (на водяной бане) и при постоянном перемешивании добавляют гидрофильные компоненты.

Заслуживают внимания основы, которые содержат эмульгаторы пентол: пентола 2 г, вазелина 38 г, воды очищенной 60 г ж сорбитано- олеат: сорбитаноолеата 2,5 г, вазелина 47,5 г, воды очищенной 50 г. Основы получают путем сплавления эмульгатора с вазелином и постепенного добавления воды к полуохлажденному сплаву при перемешивании. Основы стойкие при хранении в комнатных условиях и имеют густую сметанообразную консистенцию, легко наносятся на кожу.

Эмульсионные основы типа м/в легко отдают лекарственные субстанции, смешиваются с водными растворами веществ и выделениями ран, обсуловливают охлаждающий эффект и увлажняющее действие. Мази, приготовленные на этих основах, можно наносить на большие площади кожи без нарушения перспирации (выделение кожей водных паров и газов), из них легко всасываются лекарственные вещества.

В эмульсионные основы типа м/в наиболее часто входят неино- генные (твины) или ионогенные (эмульгатор №1, эмульсионные воски, натрия лаурилеульфат, натрия етеарилсульфат) эмульгаторы. Эмульгатор №1 можно использовать в составе мазей, в которые входят сок алоэ, растительные масла, масло вазелиновое, вазелин, парафин, глицерин, натрий-КМЦ, спиртовые и водные растворы лекарственных веществ.

Одна часть эмульгатора N91 способна заэмульгировать девять частей воды. Эмульгатор №1 широко используют в производстве линиментов (алоэ, синтомицина, стрептоцида, тезана и др.) и мазей (“Випросал”, “Ундецин”, “Цинкундан” и др.). Значительно реже используют твин-80 (мази с амфотерицином В, декамином, прополисом).

Для приготовления мазей с анестетиками (анестезином, лидока- ином, новокаином, дикаином и др.) используют основу на базе эмульсионных восков (табл. 19.6).

По способности лекарственных веществ всасываться из мазей через кожу все мазевые основы можно разместить в такой последовательности: гидрофильные гели - эмульсионные основы типа м/в - эмульсионные основы типа в/м - абсорбционные - гидрофобные. Однако, как свидетельствует практика, могут быть исключения. Прежде всего следует учитывать действие лекарственной субстанции, ее свойства, возможное взаимодействие с компонентами мази и другие факторы.

Таким образом, в фармацевтической практике имеется значительный ассортимент мазевых основ с разнообразными свойствами. Добавление к ним отдельных мазевых компонентов (растворителей, ПАВ, загустителей, активаторов всасывания и др.) позволяет значительно улучшить их качество и повысить эффективность мази.

Фармакодинамика – действие лекарственных веществ на организм. Фармакокинетика – действие организма на лекарство.

1. всасывание
2. распределение
3. депонирование
4. биотрансформация
5. выведение

Всасывание – поступление веществ от места введения в кровь. Транспорт через мембрану :

1. пассивная диффузия (липофильные вещества)
2. фильтрация
3. активный транспорт

Пассивная диффузия зависит от:

1. липофильности фазы
2. площади поверхности
3. диаметра пор мембраны
4. степени ионизации слабых электролитов (проникает неионизированная форма)

Степень ионизации слабых электролитов зависит от:

1. pH среды (повышается у кислот в щелочной среде, у оснований в кислой среде); на этом принципе функционирует ионная ловушка – незаряженная молекула попадает в среду, где ионизируется и в силу этого остается там
2. свойств вещества (способности к ионизации)

Характеристикой способности к ионизации является константа ионизации - К ионизации. Эта константа численно равна концентрация H + при которой ионизировано ½ молекул вещества. Сходным является показатель pK a . В отличие от К ионизации , он численно равен pH (а не концентрации H + , как в случае К ионизации ) при котором ионизировано ½ молекул вещества. pK a = - lgK a (К ионизации = K a для кислот и K b для оснований). Формула Гендельсона-Гассельбаха связывает показатели pH и pK a . pH-pK a =lg/ (для кислот) pH-pK a =lg[B]/ (для оснований) Липофильные неполярные соединения проникают через мембрану после диффузии в липидной фазе (легко проникают внутрь клетки). Гидрофильные вещества проникают в клетки:

1. фильтрацией (с водой через водные поры) или пассивной диффузией в водной фазе (только маленькие по размеру молекулы). Это означает, что гидрофильные вещества (вводимые, например, внутривенно) могут проникать через межклеточное промежутки в эндотелии почечных клубочков, капилляров.

Замечания: a) В капиллярах мозга нет промежутков, т.е. формируется ГЭБ – гематоэнцефалический барьер. Но есть одно место в мозгу, где гидрофильные вещества всё-таки могут проникать в вещество мозга – пусковая зона рвотного центра. b) Малы промежутки между эпителиоцитами ЖКТ , следовательно всасывание полярных продуктов затруднено. c) Между эпителиоцитами почечного канальца (но не клубочка) отсутствуют межклеточные промежутки, следовательно полярные соединения не реабсорбируются.

1. путем активного транспорта и облегченной диффузии

Свойства активного транспорта:

• специфичность
• насыщаемость.

Отличия облегченной диффузии и активного транспорта:

1. Облегченная диффузия осуществляется по градиенту концентрации, без затрат энергии.
2. Активный транспорт осуществляется против градиента концентрации, с затратами энергии.

Вещества, транспортирующиеся активно :

1. нутриенты: сахара, нуклеиновае кислоты, аминокислоты
2. некоторые лекарственные вещества (структурные аналоги нутриентов), например, леводопа (ДОФА), превращается организмом в дофамин, используется для лечение паркинсонизма, при всасывании транспортируется активно.

Пример:

1. Пентамин (ганглиоблокатор) - бисчетвертичное соединение => плохо всасывается, вводится внутримышечно.
2. Мекамиламин (?) (ганглиоблокатор) (вторичное аммониевое соединение, производное никотина) => легко всасывается.
3. Тубокурарин (курареподобное соединение) – гидрофильное соединение, плохо всасывается, проникает в кровь при внутримышечном введении.
4. Прозерин ("неостигмин", блокатор АХЭ) - повышает концентрацию ацетилхолина в синаптической щели => облегчает нервно-мышечную передачу (лечение миастении). Вводится 4 раза в день (под кожу – 0,5 мг, внутрь – 15 мг, такая разница между внутривенной и энтеральной дозах из-за того, что это вещество плохо всасывается в кишечнике)
5. Действующие вещества многих растений – алкалоиды (слабые основания)

Распределение. Зависит от гидрофильных, гидрофобных свойств. Биотрансформация. Липофильные вещества метаболизируются системой микросомального окисления печени (ферменты эндоплазматического ретикулума) в гидрофильные вещества, которые легко выводятся из организма. Выведение:

1. фильтрация
2. секреция в проксимальных канальцах
3. реабсорбция в дистальных канальцах (липофильные вещества)

Для лучшего выведения лекарственных средств иногда используют свойство заряженных молекул плохо диффундировать через биологические мембраны. Например, для выведение фенобарбитала (слабая кислота) защелачивают почечный фильтрат с помощью введения гидрокарбоната (при форсированном диурезе).

Клиническая фармакокинетика.

Однокамерная модель .

Кажущийся V d (объем распределения) – гипотетический объем жидкости организма, в котором после внутривенного введения вещества при условии его мгновенного и равномерного распределения. (т.е. концентрация вещества=концентрации в плазме крови). Пример:

1. V d =3л, что примерно составляет объем плазмы крови (следовательно вещество не вышло за пределы сосудистого русла); так распределяется гепарин (V d =3,6 л)
2. V d =15 л, что составляет суммарный объем плазмы и интерстициальной жидкости (следовательно вещество вышло за пределы сосудистого русла, но не прошло внутрь клеток)
3. V d =40 л, что больше суммарного объема плазмы и интерстиция (следовательно вещество распределилось между плазмой, интерстицием, проникло в клетки (липофильное неполярное).
4. V d =400 л, вещества очень мало в плазме крови.

Характер изменения концентрации вещества в плазме может быть разным:

1. Кинетика первого порядка

определенная часть вещества. Кинетика первого порядка характеризуется константой элиминации ( K e , K el . ). Пример: ввели 10 мг вещества. Для приведенного выше примера K el . составляет 0,1 ч -1 .

1. Кинетика нулевого порядка

– за единицу времени выводится определенное количество вещества (для этанола ~ 10г/час).

Подробности

Общая фармакология. Фармакокинетика

Фармакокинетика – раздел фармакологии, посвященный изучению кинетических закономерностей распределения лекарственных веществ. Изучает высвобождение лекартсвенных веществ, всасывание, распределение, депонирование, превращения и выделение лекарственных веществ.

Пути введения лекарственных средств

От пути введения зависят скорость развития эффекта, его выраженность и продолжительность. В отдельных случаях путь введения определяет характер действия веществ.

Различают:

1) энтеральные пути введения (через пищеварительный тракт)

При этих путях введения вещества хорошо всасываются, в основном, путем пассивной диффузии через мембрану. Поэтому ххорошо всасываются липофильные неполярные соединения и плохо – гидрофильные полярные.

Под язык (сублингвально)

Всасывание происходит очень быстро, вещества попадают в кровь, минуя печень. Однако, всассывающая поверхность невелика, и таким путем можно вводить только высокоактивные вещества, назначаемые в малах дозах.

Пример: таблетки нитроглицерина, содержащие 0,0005 г нитроглицерина. Действие наступает через 1-2 мин.

Через рот (per os)

Лекарственные вещества просто проглатывают. Всасывание происходит частично из желудка, но по большей части – из тонкого кишечника (этому способствуют значительная всасывающая поверхность кишечника и ее интенсивное кровоснабжение). Основных механизмом всасывания в кишечнике является пассивная диффузия. Всасывание из тонкой кишки происходит относительно медленно. Оно зависит от моторики кишечника, рН среды, количества и качества содержимого кишечника.

Из тонкого кишечника вещество через систему воротной вены печени попадает в печень и только затем – в общий кровоток.

Абсорбция веществ регулируется также специальным мембранным транспортером – Р-гликопротеином. Он способствует выведению веществ в просвет кишечника и препятствует их абсорбции. Известны ингибиторы этого вещества – циклоспорин А, хинидин, верапамил, итракназол и т.д.

Следует помнить, что некоторые лекарственные вещества нецелесообразно назначать внутрь, так как они разрушаются в ЖКТ под действием желудочного сока и ферментов. В таком случае (или же если препарат оказывает раздражающее действие на слизистую желудка), его назначают в капсулах или драже, которые растворяются только в тонком кишечнике.

Ректально (per rectum)

Значительная часть вещества (около 50%)поступает в кровоток, минуя печень. Кроме того, при этом пути введения вещество не подвергается воздействию ферментов ЖКТ. Всасывание происходит путем простой диффузии. Ректально вещества назначают в виде суппозиториев или клизм.

Лекарственные вещества, имеющие структуру белков, жиров и полисахаридов, в толстой кишке не всасываются.

Также применяют подобный путь введения и для местного воздействия.

2) парентеральные пути введения

Введение веществ, минуя пищеварительный тракт.

Подкожный

Вещества могут всасываться путем пассивной диффузии и фильтрации через межклеточные промежутки. Таким орбазом, под кожу можно вводить и липофильные неполярные, и гидрофильные полярные вещества.

Обычно подкожно вводят растворы лекарственных веществ. Иногда – масляные растворы или взвеси.

Внутримышечное

Вещества всасываются так же, как и при подкожном введении, но более быстро, так как васкуляризация скелетных мышц более выражена по сравнению с подкожно-жировой клетчаткой.

В мышцы нельзя вводить гипертонические растворы, раздражающие вещества.

В то же время, в мышцы вводят масляные растворы, взвеси, для того, чтобы создать депо препарата, при котором лекарственное вещество может длительно всасываться в кровь.

Внутривенно

Лекарственное вещество сразу попадает в кровь, поэтому его действие развивается очень быстро – за 1-2 минуты. Чтобы не создавать слишком высокой концентрации вещества в крови, его обычно разводят в 10-20 мл изотонического раствора натрия хлорида и вводят медленно, в течение нескольких минут.

В вену нельзя вводить масляные растворы, взвеси в связи опасностью закупорки сосудов!

Внутриартериально

Позволяет создать в области, которая кровоснабжается данной артерией, высокую концентрацию вещества. Таким путем иногда вводят противоопухолевые препараты. Для уменьшения общетоксического действия может быть искусственно затруднен отток крови путем наложения жгута.

Интрастернальный

Обычно используют при технической невозможности внутривенного введения. Лекарство вводят в губчатое вещество грудины. Метод используется для детей и людей пожилого возраста.

Внутрибрюшинный

Редко используется, как правило, на операциях. Действие наступает очень быстро, так как большинство лекарств хорошо всасывается через листки брюшины.

Ингаляционно

Введение лекарственных препаратов путем вдыхания. Так вводят газообразные вещества, пары летучих жидкостей, аэрозоли.

Легкие хорошо кровоснабжаются, поэтому всасывание происходит очень быстро.

Трансдермально

При необходимости длительного действия высоколипофильных лекарственных веществ, которые легко проникают через неповрежденную кожу.

Интраназально

Для введения в полость носа в виде капель или спрея в расчете на местное или резорбтивное действие.

Проникновение лекарственных веществ через мембрану. Липофильные неполярные вещества. Гидрофильные полярные вещества.

Основные способы проникновения – пассивная диффузия, активный транспорт, облегченная диффузия, пиноцитоз.

Плазматическая мембрана состоит, в основном, из липидов, а это значит, что проникать путем пассивной диффузии через мембрану могут только липофильные неполярные вещества. Наоборот, гидрофильные полярные вещества (ГПВ) таким путем через мембрану практически не проникают.

Многие лекарственные вещества являются слабыми электролитами. В растворе часть таких веществ находится в неионизированной форме, т.е. в неполярной, а часть – в виде ионов, несущих электрические заряды.

Путем пассивной диффузии через мембрану проникает неионизированная часть слабого электролита

Для оценки ионизации используют величину pK a – отрицательный логарифм константы ионизации. Численно pK a равен pH, при котором ионизирована половина молекул соединения.

Для определения степени ионизации используют формулу Хендерсона-Хассельбаха:

pH = pKa+-для оснований

Ионизация оснований происходит путем их протонирования

Степень ионизации определяется так

pH = pK а +-для кислот

Ионизация кислот происходит путем их протонирования.

НА = Н + + А -

Для ацетилсалициловой кислоты рКа = 3.5. При рН = 4.5:

Следовательно, при рН = 4.5 ацетилсалициловая кислота будет почти полностью диссоциирована.

Механизмы всасывания веществ

Лекарственные вещества могут проникать в клетку путем:

Пассивной диффузии

В мембране есть аквапорины, через которые поступает вода в клетку и могут проходить путем пассивной диффузии по градиенту концентрации растворенные в воде гидрофильные полярные вещества с очень малыми размерами молекул (эти аквапорины очень узкие). Однако, такой тип поступления лекарственных веществ в клетке очень редок, так как размер большинства молекул лекарственных веществ превышает размер диаметр аквапоринов.

Также путем простой диффузии проникают липофильные неполярные вещества.

Активного транспорта

Транспорт лекарственного гидрофильного полярного вещества через мембрану против градиента концентрации с помощью специального переносчика. Такой транспорт избирателен, насыщаем и требует затрат энергии.

Лекарственное вещество, имеющее аффинитет к транспортному белку, соединяется с местами связывания этого переносчика с одной стороны мембраны, затем происходит конформационное изменение переносчика, и, наконец, вещество высвобождается с другой стороны мембраны.

Облегченной диффузии

Транспорт гидрофильного полярного вещества через мембрану специальной транспортной системой по градиенту концентрации, без затрат энергии.

Пиноцитоза

Впячивания клеточной мембраны, окружающие молекулы вещества и образующие везикулы, которые проходят через цитоплазму клетки и высвобождают вещество с другой стороны клетки.

Фильтрации

Через поры мембран.

Также имеет значение фильтрация лекарственных веществ через межклеточные промежутки.

Фильтрация ГПВ через межклеточные промежутки имеет важное значение при всасывании, распределении и выведении и зависит от:

а) величины межклеточных промежутков

б) величины молекул веществ

1) через промежутки между клетками эндотелия в капиллярах почечных клубочков путем фильтрации легко проходят большинство лекарственных веществ, находящихся в плазме крови, если они не связаны с белками плазмы.

2) в капиллярах и венулах подкожно-жировой клетчатки, скелетных мышц промежутки между клетками эндотелия достаточны для прохождения большинства лекарственных веществ. Поэтому при введении под кожу или в мышцы хорошо всасываются и проникают в кровь и липофильные неполярные вещества (путем пассивной диффузии в липидной фазе), и гидрофильные полярные (путем фильтрации и пассивной диффузии в водной фазе через промежутки между клетками эндотелия).

3) при введении ГПВ в кровь вещества быстро проникают в большинство тканей через промежутки между эндотелиоцитами капилляров. Исключения вещества, для которых существуют системы активного транспорта (противопаркинсонический препарат левадопа) и ткани, отделенные от крови гистогематическими барьерами. Гидрофильные полярные вещества могут проникнуть через такие барьеры только в некоторых местах, в которых барьер мало выражен (в area postrema продолговатого мозга проникают ГПВ в триггер-зону рвотного центра).

Липофильные неполярные вещества легко проникают в центральную нервную системы через гемато-энцефалический барьер путем пассивной диффузии.

4) В эпителии ЖКТ межклеточные промежутки малы, поэтому ГПВ достаточно плохо всасываются в нем. Так, гидрофильное полярное вещество неостигмин под кожу назначают в дозе 0,0005 г, а для получения сходноого эффекта при назначении внутрь требуется доза 0,015 г.

Липофильные неполярные вещества легко всасываются в ЖКТ путем пассивной диффузии.

Биодоступность. Пресистемная элиминация.

В связи с тем, что системное действие вещества развиваеся только при попадании его в кровоток, откуда оно поступает в ткани, предложен термин «биодоступность».

В печени многие вещества подвергаются биотрансформации. Частично вещество может выделяться в кишечник с желчью. Именно поэтому в кровь может попасть лишь часть вводимого вещества, остальная часть подвергается элиминации при первом прохождении через печень.

Элиминация – биотрансформация + экскреция

Кроме того, лекарства могут не полностью всасываться в кишечнике, подвергаться метаболизму в стенке кишечника, частично выводиться из него. Все это, вместе с элиминацией при первом прохождении через печень называют пресистемной элиминацией .

Биодоступность – количество неизмененного вещества, попавшего в общий кровоток, в процентном отношении к введенному количеству.

Как правило, в справочниках указано значения биодоступности при их назначении внутрь. Например, биодоступность пропранолола – 30%. Это означает, что при введении внутрь в дозе 0.01 (10 мг) только 0,003 (3 мг) неизмененного пропранолола попадает в кровь.

Для определения биодоступности лекарство вводят в вену (при в/в способе введения биодоступность вещества составляет 100%). Через определенные интервалы времени определяются концентрации вещества в плазме крови, затем строят кривую изменения концентрации вещества во времени. Затем ту же дозу вещества назначают внутрь, определяют концентрацию вещества в крови и также строят кривую. Измеряют площади под кривыми – AUC. Биодоступность – F – определяют как отношение AUC при назначении внутрь к AUC при внутревенном введении и обозначают в процентах.

Биоэквивалентность

При одинаковой биодоступности двух веществ скорость их поступления в общий кровоток может быть различной! Соответственно различными будут:

Время достижения пиковой концентрации

Максимальная концентрация в плазме крови

Величина фармакологического эффекта

Именно поэтому вводят понятие биоэквивалентность.

Биоэквивалентность – означает сходные биодоступность, пик действия, характер и величину фармакологического эффекта.

Распределение лекарственных веществ.

При попадании в кровоток липофильные вещества, как правило, распределяются в организме относительно равномерно, а гидрофильные полярные – неравномерно.

Существенное влияние на характер распределения веществ оказывают биологические барьеры, которые встречаются у них на пути: стенки капилляров, клеточные и плазматические мембраны, гемато-энцефалический и плацентарный барьеры (уместно посмотреть раздел «Фильтрафия через межклеточные промежутки»).

Эндотелий капилляров мозга не имеет пор, там практически отсутствует пиноцитоз. Также роль играют астроглии, которые увеличивают барьерную силу.

Гематоофтальмический барьер

Препятствует проникновению гидрофильных полярных веществ из крови в ткань глаза.

Плацентарный

Препятствует проникновению гидрофильных полярных веществ из организма матери в организм плода.

Для характеристики распределения лекарственного вещества в системе однокамерной фармакокинетической модели (организм условно представляется как единое пространство, заполненное жидкостью. При введении лекарственное вещество мгновенно и равномерно распределяется) используют такой показатель как кажущийся объем распределения - V d

Кажущийся объем распределения отражает предположительный объем жидкости, в котором распределяется вещество.

Если для лекарственного вещества V d = 3 л (объем плазмы крови), то это означает, что вещество находится в плазме крови, не проникает в форменные элементы крови и невыходит за пределы кровеносного русла. Возможно, это высокомолекулярное вещество (V d для гепарина = 4 л).

V d = 15 л означает, что вещество находится в плазме крови (3 л), в межклеточной жидкости (12 л) и не проникает в клетки тканей. Вероятно, это гидрофильное полярное вещество.

V d = 400 – 600 – 1000л означает, что ещество депонировано в периферических тканях и его концентрация в крови низкая. Например, для имипрамина – трициклический антидепрессант - V d = 23л/кг, то есть примерно 1600 л. Это означает, что концентрация имипрамина в крови очень низкая и при отравлении имипрамином гемодиализ неэффективен.

Депонирование

При распределении лекарственного вещества в организме часть может задерживаться (депонироваться) в различных тканях. Из депо вещество высвобождается в кровь и оказывает фармакологическое действие.

1) Липофильные вещества могут депонироваться в жировой ткани. Средство для наркоза тиопентал-натрий вызывает наркоз продолжительнотью 15-20 минут, так как 90% тиопентала-натрия депонируется в жировой ткани. После прекращения наркоза наступает посленаркозный сон 2-3 часа в связи с высвобождением тиопентала-натрия.

2) Тетрациклины на длительное время депонируются в костной ткани. Поэтому не назначают детям до 8 лет, так как может нарушить развитие костей.

3) Депонирование, связанное с плазмой крови. В соединении с белками плазмы вещества не проявляют фармакологической активности.

Биотрансформация

В неизменном виде выделются лишь высокогидрофильные ионизированные соединения, средства для ингаляционного наркоза.

Биотрансформация большинства веществ происходит в печени, где обычно создаются высокие концентрации веществ. Кроме того, может происходить биотрансформация в легких, почках, стенке кишечника, коже и т.д.

Различают два основных вида биотрансформации:

1) метаболическая трансформация

Превращение веществ за счет окисления, восстановления и гидролиза. Окисление происходит, в основном, за счет микросомальных оксидаз смешанного действия при участии НАДФ, кислорода и цитохрома Р-450. Восстановление происходит под влиянием системы нитро- и азоредуктаз и т.п. Гидролизируют, обычно, эстерзы, карбоксилэстеразы, амидазы, фосфатазы и т.д.

Метаболиты, как правило, менее активны, чем исходные вещества, но иногда активнее них. Например: эналаприл метаболизируется в энаприлат, который оказывает выраженное гипотензивное действие. Однако, он плохо всасывается в ЖКТ, потому стараются вводить в/в.

Метаболиты могут быть токсичнее исходных веществ. Метаболит парацетамола – N-ацетил-пара-бензохинонимин при передозировке вызывает некроз печени.

2) конъюгация

Биосинтетический процесс, сопровождающийся присоединением к лекарственному веществу или его метаболитам ряда химических группировок или молекул эндогенных соединений.

Процессы идут либо один за другим, либо протекают отдельно!

Различают также :

-специфическую биотрансформацию

Отдельный фермент воздействует на одно или несколько соединений, проявляя при этом высокую субстратную активность. Пример: метиловый спирт окисляется алкогольдегидрогеназой с образованием формальдегидом и муравьиной кислоты. Этиловый спирт также окисляется аклогольдегидрогеназой, но аффинитет этанола к ферменту значительно выше, чем у метанола. Поэтому этанол может замедлять биотрансформацию метанола и уменьшать его токсичность.

-неспецифическую биотрансформацию

Под влиянием микросомальных ферментов печени (в основном, оксидазы смешанных функций), локализованных в гладкоповерхностных участках эндоплазматического ретикулума клеток печени.

В результате биотрансформации липофильные незаряженные вещества обычно превращаются в гидрофильные заряженные, поэтому легко выводятся из организма.

Выведение (экскреция)

Лекарственные вещества, метаболиты и конъюгаты, в основном выводятся с мочой и желчью.

-с мочой

В почках низкомолекулярные соединения, растворенные в плазме (не связанные с белками), фильтруются через мембраны капилляров клубочков и капсул.

Также активную роль играет активная секреция веществ в проксимальном канальце с участием транспортных систем. Этим путем выделяются органические кислоты, салицилаты, пенициллины.

Вещества могут замедлять выведение друг друга.

Липофильные незаряженные вещества подвергаются реабсорбции путем пассивной диффузии. Гидрофильные полярные не реабсорбируются и выводятся с мочой.

Большое значение имеет рН. Для ускоренного выведения кислых соединений реакцию мочи стоит изменять в щелочную сторону, а для выведения оснований – в кислую.

- с желчью

Так выводятся тетрациклины, пенициллины, колхицин и др. Эти препараты значительно выделяются с желчью, затем частично выводятся с экскрементами, либо реабсорбируются (кишечно -печеночная рециркуляция ).

- с секретами разных желез

Особое внимание стоит обратить на то, что в период лактации молочными железами выделяются многие вещества, которые получает кормящая мать.

Элиминация

Биотрансформация + экскреция

Для количественной характеристики процесса используется ряд параметров: константа скорости элиминации (К elim), период полуэлиминации (t 1/2), общий клиренс (Cl T).

Константа скорости элиминации - К elim – отражает скорость удаления вещества из организма.

Период полуэлиминации - t 1/2 – отражает время, необходимое для снижения концентрации вещества в плазме на 50%

Пример: в вену введено вещество А в дозе 10 мг. Константа скорости элиминации = 0,1 / ч. Через час в плазме останется 9 мг, через два часа – 8,1 мг.

Клиренс - Cl T – количество плазмы крови, очищаемое от вещества в единицу времени.

Различают почечный, печеночный и общий клиренс.

При постоянной концентрайии вещества в плазме крови почечный клиренс – Cl r определяется так:

Cl = (V u х C u)/ C p [мл/мин]

Где C u и C p - концентрация вещества в моче и плазме крови, соответственно.

V u - скорость мочеотделения.

Общий клиренс Cl T определяется по формуле: Cl T = V d х K el

Общий клиренс показывает, какая часть объема распределения освобождается от вещества в единицу времени.

Фармакокинетика

Цель лекции

знать основные понятия фармакокинетики:
пути введения лекарств, характеристика
энтеральных и парентеральных путей
введения
всасывание и распределение
биотрансформация
выведение лекарств из организма.

План лекции

Понятие «фармакокинетика»
Общая характеристика путей введения
Пути прохождения ЛС в организме
всасывание
распределение
биотрансформация
выведение
Элиминация. Период полувыведения

Фармакокинетика

Раздел общей фармакологии
изучает пути введения, процессы
всасывания, распределения,
биотрансформации
(обезвреживание) и выведение.
От фармакокинетических характеристик
зависит скорость наступления эффекта,
продолжительность действия, степень
отрицательного воздействия на организм

Фармакокинетическая схема лекарств в организме

Лекарственный препарат
Что
организм
делает с
лекарством?
Организм
Высвобождение из лекарственной формы
Проникновение (всасывание, абсорбция, транспортировка)
лекарства в клетки органов и тканей
Распределение по организму в органы, ткани, жидкости
Превращения, инактивирующие лекарство и
способствующие выведению из организма
Выведение лекарств и продуктов их превращения из
организма

Пути введения

Энтеральные (через
желудочно-кишечный
тракт)
Парентеральные
(минуя желудочнокишечный тракт)
Пероральный
Сублингвальный
Ректальный
Ч-з 12ПК
Трансбуккально
Инъекционный
Ингаляционный
Трансдермальный
Интраназальный и др.

Поведение лекарственных веществ
в различных местах введения

Пероральный путь введения самый сложный для лекарства,
так как
до попадания в кровь оно должно преодолеть
два наиболее активных
внутренних барьера – кишечник и печень

Для введения лекарственных средств
внутрь характерно:
Зависимость всасывания слабых
электролитов от рН среды.
Зависимость всасывания от характера
содержимого ЖКТ.
Зависимость всасывания от интенсивности
моторики ЖКТ.

Ректальный путь введения используют при
заболеваниях ЖКТ, в педиатрии, гериатрии,
проктологии или бессознательном
состоянии, неукротимой рвоте. Используют
суппозитории и клизмы. Необходима
проверка доз.
1/3 лекарства поступает в общий кровоток,
минуя печень, попадает в геммороидальные
вены, полнота и скорость всасывания
быстрее.
Сублингвальный путь- резорбция
осуществляется по верхней полой вене,
минуя печень (нитроглицерин, гормоны)
Трансбуккально – защечно прикрепляется
полимерная пленка, с целью
пролонгирования действия лекарства.

Характеристика инъекционных путей введения

Внутримышечно можно вводить:
1. Изотонические растворы.
2. Масляные растворы.
3. Взвеси.
Взвеси веществ нельзя вводить:
1. Внутривенно.
2. Внутриартериально.
3. Под оболочки мозга.
Лекарственные формы должны быть
стерильными при введении:
1. Под кожу. 2. В мышцу. 3. В вену. 4. В
артерию. 5. В полость конъюнктивы

преимущества
осложнения
Быстрота
действия
Локализация
действия
Высокая
биодоступность
Точность
дозирования
Возможно проникнуть
через ГЭБ
недостатки
Сложность
введения
болезненность
Обученный
персонал
Спец.инструмент
Нарушение
правил
асептики
Неправиль
ный выбор
места
инъекции
Соблюдение
стерильности
Нарушения
техники
выполнения
Инфильтрат
Абсцесс
Сепсис
Сывороточый
гепатит
СПИД
Инфильтраты
Повреждение
надкостницы,
сосудов
(некроз,
эмболия),
нерврв
(паралич,
неврит)
Поломка
иглы
Эмболия
Некроз
гематома

ингаляционный
Поступление путем вдыхания (газа
или аэрозоля)
Всасывание через легочные
альвеолы (s=100м2), минуя ЖКТ
При астме, наркозе,
противовоспалительные и
антибактериальные препараты
Быстрота действия, простота и
удобства, высокая
биодоступность
Строгое соблюдение
дозирования, возможна
рефлекторная остановка
дыхания
трансдермальный
Нанесение на кожу:
электрофорез, диски,
пленки, мази
Проникновение через
кожу, минуя ЖКТ,
удлинение действия,
постоянная
концентрация,
стабильный эффект
Противовоспалительные,
болеутоляющие,
нитроглицерин
Пролонгирование
Простота и удобство
Высокая биодоступность

Всасывание (абсорбция)‏

Всасывание (абсорбция)
Большое влияние на проникновение
лекарственного вещества
имеет величина рН сред по сторонам
барьера (клеточной мембраны)
Клеточная мембрана –это белковофосфолипидная система:
Наружный слой состоит из двойного
слоя липидов
Внутренний слой-двойной слой
фосфолипидов

Биологические барьеры

Слизистые желудка, кишечника,
ротовой полости и носоглотки
Кожные покровы
Стенка капилляров (гистогематический
барьер)
Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ)
Плацентарный барьер
Эпителий молочных желез
Почечный эпителий

Прохождение лекарственного вещества через барьеры (механизмы транспорта):

Пассивный транспорт или
Простая Диффузия – на основе разности концентраций,
самопроизвольное перемещение в область более низкой
концентрации, по градиенту концентрации. (липофильные
вещества (спирт, хлороформ)) водорастворимые не проникают.
Транспорт ионов – диффузия по ионным каналам
Фильтрация – (функция почек) под действием давления (
вода, мочевина. сахара и др. незаряженные водорастворимые
вещества)
Осмос – диффузия воды в область более концентрированного
раствора (гипотоническая, изотоническая, гипертоническая
среда) например солевые слабительные, мочегонные средства
Активный транспорт – с увеличением концентрации
вещества, осуществляется белками - переносчиками с затратой
энергии, процесс насыщаемый (аминокислоты, пурины)
Пиноцитоз – поглощение, захват макромолекул (белки, гормоны)
с затратой энергии

Всасывание лекарственных веществ из кишечника против
градиента концентрации может обеспечиваться
Активным транспортом
Активный транспорт лекарственных веществ через
мембраны
эпителиальных клеток кишечника:
1. Требует затраты энергии.
2. Может осуществляться против градиента концентрации.
3. Обеспечивает всасывание некоторых гидрофильных
полярных молекул.
4. Является насыщаемым процессом.
Всасывание лекарственных веществ из кишечника путем
фильтрации:
1. Зависит от величины молекул лекарственных веществ.
2. Характерно для мелких гидрофильных молекул.
Основные механизмы всасывания лекарственных веществ
при подкожном и внутримышечном введении:
1. Пассивная диффузия.
2. Фильтрация через межклеточные промежутки

Всасывание из ЖКТ слабых электролитов при
повышении степени их ионизации ослабляется
Лекарства, введенные через рот обычно
всасываются путем пассивной диффузии.
Скорость пассивной диффузии липофильных
лекарственных веществ через эпителий
пищеварительного тракта определяется:
1. Степенью липофильности вещества.
2. Градиентом концентрации.
В кислой среде пищеварительного тракта должны
лучше всасываться слабокислые лекарственные
вещества
В щелочной среде пищеварительного тракта
лучше всасываются лекарственные вещества,
являющиеся слабыми основаниями
При внутримышечном введении хорошо
всасываются:
как липофильные, так и гидрофильные соединения.

Через гистогематические барьеры из крови
в ткани легче проникают:
Неполярные липофильные соединения.
Более равномерно распределяются в
организме:
Липофильные соединения.
Лекарственные вещества, связанные с
белками плазмы крови Не проявляют
фармакологической активности.
связывание лекарственных веществ с
белками плазмы крови препятствует их
почечной экскреции

Распределение

От распределения зависит скорость наступления
фармакологического эффекта,
его интенсивность и продолжительность
Распределение проходит
с различной скоростью и равномерностью

Неравномерное распределение связано с
различиями в проницаемости биобарьеров,
интенсивности кровоснабжения тканей.
Лекарства неспецефически и обратимо
связываются с белками плазмы (прочность
связи влияет на скорость наступления
эффекта и продолжительность действия)
Существует динамическое равновесие между
свободной и связанной фракцией препарата
Свободная фракция препарата
диффундирует из сосудистого русла и
распределяется в водной фазе организма.
Липофильные вещества депонируются
жировой тканью, создавая депо
Накапливаются также в костной ткани и
соединительной ткани

Состояние лекарственного вещества
после всасывания
в кровь

Скорость распространения лекарств по организму
быстрой
медленной
умеренной
В тканях и органах
с интенсивным
кровоснабжением:
мышцы,
печень,почки
В крови и
межтканевой
жидкости
В костях, волосах.
ногтях,
стекловидном теле
Основные факторы, определяющие
распространение лекарств в организме
Особенности
препарата
Способ введения
Способность
преодоления
биобарьеров
органотроп
ность
Скорость
кровотока
Интенсивность
кровоснабжения

Распределение

Объем распределения показывает:
В каком объеме жидкости должно равномерно
распределиться попавшее в кровоток вещество,
чтобы его концентрация равнялась концентрации
вещества в плазме крови.
Показатель «объем распределения»:
Дает представление об относительном
распределении лекарственного вещества между
плазмой крови и другими жидкостями организма.
Связывание лекарственного вещества с белками
плазмы крови уменьшает объем его распределения.

Биотрансформация

Это биохимический процесс превращения
чужеродного вещества (ксенобиотика) в
водорастворимое (более ионизированное,
полярное) состояние для быстрого его
выведения.
Процесс ферментативный. Протекает в
основном в эпителиальных клетках печени.
Необходимо уменьшать дозы лекарства при
заболевании печени.
Незначительные количества инактивируются
в тканях желудочно-кишечного тракта,
легких, коже и плазме крови.

Факторы, влияющие на метаболизм

Основные пути метаболизма
Лекарственных веществ
Метаболическая
Трансформация
Окисление
Восстановление
Гидролиз
Замена радикалов
и другие
Снижение или утрата
фармакологической
активности
Конъюгация молекул
лекарственных веществ
и его метаболитов
с глюкуроновой, серной,
Фосфорной и другими
кислотами
Увеличение растворимости
в воде и ускорение
выведения из организма

Биотрансформация

микросомальные ферменты печени
не обладают субстратной специфичностью
Преимущественная направленность изменений
лекарственных веществ под влиянием микросомальных
ферментов печени:
1.Повышение гидрофильности.
2. Снижение фармакологической активности.
3. Повышение полярности
Микросомальные ферменты печени воздействуют
преимущественно на липофильные соединения
при биотрансформации лекарственных веществ могут
образовываться фармакологически более активные вещества
(пролекарства), продукты биотрансформации лекарственных
веществ могут превосходить по токсичности исходные
соединения
Повышение активности микросомальных ферментов печени
обычно (индукция)
1.Уменьшает длительность действия лекарственных
средств.
2. Снижает концентрацию лекарственных средств в крови
3. приводит к привыканию (толерантности, адаптации)

Экскреция
почки
кишечник
железы
легкие

Пути выведения

Принципы выведения веществ почками

Выведение веществ зависит от их растворимости в воде и реакции
мочи.
Для ускорения выведения почками слабокислых соединений реакцию
первичной мочи необходимо изменить:
В щелочную сторону.
Для ускорения выведения почками слабых оснований реакцию
первичной мочи изменяют:
В кислую сторону.
При щелочной реакции мочи быстрее выводятся кислотные
соединения, это свойство используется при отравлении лекарствами
(алкалоидами)
Способность накапливаться в органах на пути выведения и создавать
там высокие концентрации используется в лечебных целях
(нитроксолин) и это нужно учитывать при осложнении
(сульфаниламиды)
Необходимо уменьшать дозы лекарства при почечной
недостаточности и печёночной патологии.
В почечных канальцах плохо реабсорбируются и быстрее
выводятся:
1. Полярные соединения.
2. Гидрофильные соединения
В почках ограничена фильтрация веществ, связанных с белками
плазмы крови.

Круги циркуляции
лекарственных веществ
в организме
Обратное
всасывание
В кровь

Липофильные вещества по сравнению с
гидрофильными:
1. Хорошо всасываются при энтеральном введении.
2. Более равномерно распределяются в тканях
организма.
3. Легко подвергаются реабсорбции в почках.
Полярные лекарственные вещества:
1. Плохо всасываются при энтеральном введении.
2. Плохо проходят через гистогематические барьеры.
3. Хорошо выводятся почками в неизмененном виде.

Элиминация

Процесс освобождения организма от лекарственного
вещества в результате инактивации и выведения.
Период полувыведения препарата Т 1/2 Период «полужизни» (период полу
элиминации):
Время, за которое концентрация вещества в
плазме крови снижается вдвое.
Константа скорости элиминации показывает:
какая часть имеющегося в организме вещества
удаляется из организма в единицу времени
посредством биотрансформации и экскреции.
Этот показатель используется для рационального
режима дозирования

Знание путей выведения позволяет
Правильно
рассчитать дозу
Предупредить
токсические
проявления
Усилить выведение
веществ при
отравлении

Общий клиренс - показатель,
характеризующий:
Элиминацию лекарственного вещества из организма
Факторы, влияющие на общий клиренс
лекарственного вещества:
1. Скорость биотрансформации.
2. Скорость экскреции.
Скорость элиминации лекарственного вещества
путем биотрансформации определяется
показателем:
Метаболический клиренс.
Основная составляющая метаболического
клиренса:
Печеночный клиренс.
Почечный клиренс показывает, какой объем плазмы
крови освобождается от лекарственного вещества в
единицу времени.

Биодоступность

Степень всасывания лекарственных веществ, при введении
внутрь, можно оценить с помощью показателя
биодоступность
При введении вещества внутрь его биодоступность в целом
определяется:
1. Степенью всасывания вещества в ЖКТ.
2. Метаболизмом вещества при первом прохождении через
печень.
биодоступность лекарственного вещества определяется как
отношение количества неизмененного вещества, достигшего
системной циркуляции, к введенной дозе или
Характеризуется долей лекарственного вещества от
введенной дозы, которая поступает в системный кровоток в
активной форме,
то есть - это полнота и скорость всасывания ЛС в системный
кровоток.
Определяют время наступления действия и его силу.
Высокая биодоступность при внутривенном и
внутриартериальном введении 100%

Биодоступность зависти от возраста больного
В педиатрии необходимо учитывать
особенности всасывания у детей (желудочный
сок нейтральный,меньше всасываются
жирорастворимые вещества)
У пожилых людей физиологическое старение
и наличие заболеваний, всасывание
непредсказуемо
У женщин эстрогены тормозят
перистальтику кишечника

биодоступность

Отношение количества неизменных лекарственных в-в, достигших
плазмы крови после биотрансформации, к общему количеству в-в
поступивших в органзм
Количество неизменных в-в,
поступивших в кровь
БД
Количество введенных
лекарственных в-в
На биодостуность влияют
Способ
введения
Лек.форма
Особенности
организма
Особенности
препарата