☰

Этапы движения лекарств в организме. Фармакокинетика лекарственных средств! III этап. Распределение ЛВ

История развития

Основы фармакокинетики создавались учёными разных специальностей в различных странах.

В 1913 немецкие биохимики Л. Михаэлис и M. Ментен предложили уравнение кинетики ферментативных процессов, широко используемое в современной фармакокинетике для описания метаболизма лекарственных средств .

При приёме внутрь лекарственного вещества основного характера (амины) всасываются обычно в тонком кишечнике (сублингвальные лекарственные формы всасываются из ротовой полости , ректальные - из прямой кишки), лекарственные вещества нейтрального или кислого характера начинают всасываться уже в желудке .

Всасывание характеризуется скоростью и степенью всасывания (так называемой биодоступностью). Степень всасывания - это количество лекарственного вещества (в процентах или в долях), которое попадает в кровь при различных способах введения. Скорость и степень всасывания зависит от лекарственной формы, а также от других факторов. При приёме внутрь многие лекарственные вещества в процессе всасывания под действием ферментов печени (или кислоты желудочного сока) биотрансформируются в метаболиты, в результате чего лишь часть лекарственных веществ достигает кровяного русла. Степень всасывания лекарственного вещества из желудочно-кишечного тракта , как правило, снижается при приёме лекарства после еды.

Распределение по органам и тканям

Для количественной оценки распределения дозу лекарственного вещества делят на его начальную концентрацию в крови (плазме , сыворотке), экстраполированную к моменту введения, или используют метод статистических моментов. Получают условную величину объёма распределения (объём жидкости, в котором нужно растворить дозу, чтобы получить концентрацию, равную кажущейся начальной концентрации). Для некоторых водорастворимых лекарственных веществ величина объёма распределения может принимать реальные значения, соответствующие объёму крови, внеклеточной жидкости или всей водной фазы организма . Для жирорастворимых лекарственных средств эти оценки могут превышать на 1-2 порядка реальный объём организма благодаря избирательной кумуляции лекарственного вещества жировыми и другими тканями.

Метаболизм

Лекарственные вещества выделяются из организма либо в неизмененном виде, либо в виде продуктов их биохимических превращений (метаболитов). При метаболизме наиболее распространены процессы окисления , восстановления, гидролиза , а также соединения с остатками глюкуроновой, серной , уксусной кислот, глутатионом. Метаболиты, как правило, более полярны и лучше растворимы в воде по сравнению с исходным лекарственным веществом, поэтому быстрее выводятся с мочой . Метаболизм может протекать спонтанно, но чаще всего катализируется ферментами (например, цитохромами), локализованными в мембранах клеток и клеточных органелл печени , почек , лёгких , кожи , мозга и других; некоторые ферменты локализованы в цитоплазме . Биологическое значение метаболических превращений - подготовка липорастворимых лекарственных средств к выведению из организма.

Экскреция

Лекарственные вещества выводятся из организма с мочой , калом , потом , слюной , молоком , с выдыхаемым воздухом. Выведение зависит от скорости доставки лекарственного вещества в выделительный орган с кровью и от активности собственно выделительных систем . Водорастворимые лекарственные вещества выводятся, как правило, через почки . Этот процесс определяется алгебраической суммой трёх основных процессов: гломерулярной (клубочковой) фильтрации, канальцевой секреции и реабсорбции. Скорость фильтрации прямо пропорциональна концентрации свободного лекарственного вещества в плазме крови ; канальцевая секреция реализуется насыщаемыми транспортными системами в нефроне и характерна для некоторых органических анионов , катионов и амфотерных соединений; реабсорбции могут подвергаться нейтральные формы лекарственных веществ. Полярные лекарственные вещества с молекулярной массой более 300 выводятся преимущественно с желчью и далее с калом: скорость выведения прямо пропорциональна потоку желчи и отношению концентраций лекарственного вещества в крови и желчи.

Остальные пути выделения менее интенсивны, но могут быть исследованы при изучении фармакокинетики. В частности, нередко анализируют содержание лекарственного вещества в слюне, поскольку концентрация в слюне для многих препаратов пропорциональна их концентрации в крови, исследуют также концентрацию лекарственных веществ в грудном молоке , что важно для оценки безопасности грудного вскармливания.

Литература

  • Соловьев В.H., Фирсов А. А., Филов В. А., Фармакокинетика , М., 1980.
  • Лакин К. M., Крылов Ю. Фармакокинетика. Биотрансформация лекарственных веществ , M., 1981.
  • Холодов Л.E., Яковлев В. П., Клиническая фармакокинетика . M., 1985.
  • Wagner J. G., Fundamentals of clinical pharma-cokinetics , Hamilton, 1975.

См. также

Ссылки

  • Общие вопросы клинической фармакологии. Глава 6. Основные вопросы фармакокинетики
  • Распределение лекарственных средств в организме. Биологические барьеры. Депонирование (Лекции, на русском)
  • Программное обеспечение для анализа данных фармакокинетических/фармакодинамических исследований
  • Проведение качественных исследований биоэквивалентности лекарственных средств. // Методические указания Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 10.08.2004 г.
  • Лаборатория клинической (прикладной) фармакокинетики: стандартизация, аккредитация и лицензирование

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Фармакокинетика" в других словарях:

    Фармакокинетика … Орфографический словарь-справочник

    ФАРМАКОКИНЕТИКА - (от греч. pharmakon лекарство и kinetikos приводящий в движение), раздел фармакологии, изучающий скорости процессов поступления, распределения, биотрансформации и выведения лекарственных веществ из организма. Фармакокинетика токсических веществ… … Экологический словарь

    Сущ., кол во синонимов: 1 фармация (5) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

    фармакокинетика - – раздел фармацевтической химии, задачей которого является изучение закономерностей всасывания, распределения и выделения лекарственных препаратов из организма … Краткий словарь биохимических терминов

    фармакокинетика - Раздел фармакологии, связанный с изучением концентрации и скорости прохождения лекарственного средства в организме Тематики биотехнологии EN pharmacokinetics … Справочник технического переводчика

    I Фармакокинетика (греч. pharmakon лекарство kinētikos относящийся к движению) раздел фармакологии, изучающий закономерности всасывания, распределения, метаболизма и выделения лекарственных средств. Исследование этих закономерностей основано на… … Медицинская энциклопедия

    - (фармако + греч. kinetikos относящийся к движению) раздел фармакологии, изучающий пути поступления, распределение и метаболизм лекарственных веществ в организме, а также их выведение … Большой медицинский словарь

    - (от греч. pharmakon лекарство и kinetikos приводящий в движение), изучает кинетич. закономерности процессов, происходящих с лек. ср вом в организме. Осн. фармакокинетич. процессы: всасывание, распределение, метаболизм и экскреция (выведение).… … Химическая энциклопедия

Фармакокинетика («человек – лекарство») - изучает влияние организма на лекарственное вещество, пути его поступления, распределения, биотрансформации и выведения лекарств из организма. Физиологические системы организма в зависимости от их врожденных и приобретенных свойств, а также способов и путей введения лекарственных пре­паратов будут в разной степени изменять судьбу лекарствен­ного вещества. Фармакокинетика лекарственного вещества зависит от пола, возраста и характера заболевания.

Основным интегральным показателем для суждения о судьбе лекарственных веществ в организме является опреде­ление концентрации этих веществ и их метаболитов в жидкостях, тканях, клетках и клеточных органеллах.

Длительность действия препаратов зависит от его фармакокинетических свойств. Период полувыведения - время, необходимое для очищения плазмы крови от лекарственного вещества на 50%.

Этапы (фазы) фармакокинетики. Движение лекарственного вещества и изменение его молекулы в организме представляет собой ряд последовательных процессов всасывания, рас­пределения, метаболизма и экскреции (выведения) лекарственных средств. Для всех этих процессов необходимым условием служит их про­никновение через клеточные оболочки.

Прохождение лекарственных веществ через клеточные оболочки.

Проникновение лекарственных веществ через оболочки клеток регулируется естественными процессами диффузии, фильтрации и активного транспорта.

Диффузия основана на естественном стремлении любого вещества двигаться из области высокой концентрации в направлении к области более низкой концентрации.

Фильтрация . Водные каналы в местах тесного соединения прилегающих эпителиальных клеток пропускают через поры толь­ко некоторые водорастворимые вещества. Нейтральные или не­заряженные (т. е. неполярные) молекулы проникают быстрее, так как поры обладают электрическим зарядом.

Активный транспорт - этот механизм регулирует движение некоторых лекарственных веществ в клетки или из них против концентрационного градиента. Для реализации этого процесса требуется энергия, и он происходит быстрее, чем перенос веществ путем диффузии. Молекулы со сходным строением конкурируют за молекулы-переносчики. Механизм активного транспорта вы­сокоспецифичен для определенных веществ.

Некоторые органные особенности клеточных мембран.

Мозг и спинномозговая жидкость. Капилляры в мозге отлича­ются от большинства капилляров других участков организма тем, что их эндотелиальные клетки не имеют пространств, через ко­торые вещества проникают во внеклеточную жидкость. Тесно примыкающие друг к другу эндотелиальные клетки капилляров, соединенные с базальной мембраной, а также тонкий слой отростков астроцитов препятствуют контакту крови с мозговой тканью. Этот гематоэнцефалический барьер предотвращает проникновение некоторых веществ из крови в мозг и спинномозговую жидкость (СМЖ). Жиронерастворимые вещества через этот барьер не проникают. Напротив, жирорастворимые вещества легко проникают через гематоэнцефалический барьер.


Плацента . Хорионические ворсины, состоящие из слоя трофобластов, т.е. клеток, окружающих капилляры плода, погру­жены в материнскую кровь. Кровоток беременной и плода разделены барьером, осо­бенности которого те же, что у всех липидных мембран организма, т.е. он проницаем только для жирорастворимых веществ и не­проницаем для веществ, растворимых в воде (особенно если их относительная молекулярная масса (ОММ) превышает 600). Кроме того, плацента содержит моноаминоксидазу, холинэстеразу и систему микросомальных фер­ментов (сходную с таковой в печени) способную метаболизировать лекарственные вещества и реагирующую на препараты, которые принимает беременная.

Всасывание - процесс поступления лекарства из места введения в кровеносное русло. Независимо от пути введения скорость всасывания препарата определяется тремя факторами: а) лекарственной формой (таб­летки, свечи, аэрозоли); б) растворимостью в тканях; в) крово­током в месте введения.

Существует ряд последовательных этапов всасывания лекарственных средств через биологические барьеры:

1) Пассивная диффузия . Таким путем проникают хорошо раство­римые в липоидах лекарственные вещества. Скорость всасывания определяется разностью его концентрации с внешней и внутренней стороны мембраны;

2) Активный транспорт . В этом случае перемещение веществ че­рез мембраны происходит с помощью транспортных систем, содер­жащихся в самих мембранах;

3) Фильтрация . Вследствие фильтрации лекарства проникают через поры, имеющиеся в мембранах (вода, некоторые ионы и мел­кие гидрофильные молекулы лекарственных веществ). Интенсив­ность фильтрации зависит от гидростатического и осмотического давления;

4) Пиноцитоз. Процесс транспорта осуществляется посредством образования из структур клеточных мембран специальных пузырьков, в которых заключены частицы лекарственного вещества. Пузырьки перемещаются к противоположной стороне мембраны и высвобождают свое содержимое.

Распределение. После введения в кровеносное русло лекарственное вещество распределяется по всем тканям организма. Распределение лекарственного ве­щества определяется его растворимостью в липидах, качеством свя­зи с белками плазмы крови, интенсивностью регионарного крово­тока и другими факторами.

Значительная часть лекарства в первое время после всасывания попадает в те органы и ткани, которые наи­более активно кровоснабжаются (сердце, печень, легкие, почки).

Многие естественные вещества циркулируют в плазме частично в свободном виде, а частично в связанном состоянии с белками плазмы . Ле­карственные средства также циркулируют как в связанном, так и в свободном состоянии. Важно, что фармакологически активна только свободная, несвязанная фракция препарата, а связанная с протеином представляет собой биологически неактивное со­единение. Соединение и распад комплекса препарата с белком плазмы происходят как правило быстро.

Метаболизм (биотрансформация ) - это комплекс физико-химических и биохими­ческих превращений, которым подвергаются лекарственные вещества в орга­низме. В результате образуются метаболиты (водорастворимые вещества), которые лег­ко выводятся из организма.

В результа­те биотрансформации вещества приобретают большой заряд (ста­новятся более полярными) и как следствие большую гидрофильность, т. е. растворимость в воде. Подобное изменение химической структуры влечет за собой изменение фармакологических свойств (как правило, уменьшение активности), скорости выделения из организма.

Это происходит по двум основным направлениям : а) снижение растворимости препаратов в жирах и б) сниже­ние их биологической активности.

Этапы метаболизма: Гидроксилирование. Диметилирование. Окисление. Образование сульфоксидов.

Выделяют два типа метаболизма лекар­ственных препаратов в организме:

Несинтетические реакции метаболизма лекарств, осуществляемые ферментами. К несинтетическим реакциям относится окисление, восстанов­ление и гидролиз. Они разделяют на катализируемые ферментами лизосом клеток (микросомальные) и катализируемые ферментами другой локализации (немикросомальные).

Синтетичес­кие реакции , которые реализуются с помощью эндогенных субстратов. В основе этих реакций лежит конъ­югация лекарственных препаратов с эндогенными субстратами (глюкуроновая кислота, глицин, сульфаты, вода и др.).

Биотрансформация препаратов происходит главным образом в печени , однако она осуществляется также в плазме крови и в других тканях . Интенсивные и многочис­ленные реакции метаболизма протекают уже в стенке кишечника.

На биотрансформацию влияют заболевания печени, характер питания, половые особенности, возраст и ряд других факторов. При поражении печени усиливается токсическое действие многих лекарственных веществ на централь­ную нервную систему и резко возрастает частота развития энцефа­лопатии. В зависимости от тяжести заболевания печени, некоторые лекарственные препараты применяются с осторожностью или они вовсе противопоказаны (барбитураты, наркотические анальгетики, фенотиазины, андрогенные стероиды и др.).

Клинические наблюдения показали, что эффективность и пере­носимость одних и тех же лекарственных веществ у различных боль­ных неодинакова. Эти отличия определяются генетическими фак­торами , детерминирующими процессы метаболизма, рецепции, иммунного ответа и др. Изучение генетических основ чувствитель­ности организма человека к лекарственным веществам составляет предмет фармакогенетики . Проявляется это чаще всего недостаточностью ферментов, катализирующих биотрансформацию препаратов. Атипичные реакции могут проявляться и при наслед­ственных нарушениях обмена веществ.

Синтез ферментов находится под строгим генетическим контролем. При мутации соответствующих генов возникают наследственные нарушения структуры и свойств ферментов - ферментопатии. В за­висимости от характера мутации гена изменяется скорость синтеза фермента или синтезируется атипичный фермент.

Среди наследственных дефектов ферментных систем часто встре­чается недостаточность глюкозо-6-фосфатдегидрогенезы (Г-6-ФДГ). Она проявляется массивным разрушением эритроцитов (гемолити­ческие кризы) при применении сульфаниламидов, фуразолидона и других препаратов. Кроме того, люди с недостаточностью Г-6-ФДР-чувствительны к пищевым продуктам, содержащим конские бобы, крыжовник, красную смородину. Существуют больные с недоста­точностью ацетилтрансферазы, каталазы и других ферментов в орга­низме. Атипичные реакции на лекарственные средства при наслед­ственных нарушениях обмена веществ встречаются при врожденной метгемоглобинемии, порфирии, наследственных негемолитических желтухах.

Элиминация . Различают несколько путей выведения (экскреции ) лекарствен­ных веществ и их метаболитов из организма: с калом, мочой, выдыхаемым воздухом, слюнными, потовыми, слезными и молочными железами .

Элиминация почками . Экскреция лекарственных веществ и их метаболитов почками происходит с участием нескольких фи­зиологических процессов:

Клубочковая фильтрация. Скорость, с которой вещество переходит в клубочковый фильтрат, зависит от его концентрации в плазме, ОММ и заряда. Вещества с ОММ более 50 000 не попадают в клубочковый фильтрат, а с ОММ менее 10 000 (т. е. практически большинство лекарственных веществ) фильтруются в почечных клубочках.

Экскреция в почечных канальцах . К важным механизмам экскреторной функции почек относится способность клеток проксимальных почечных канальцев активно переносить заряженные (катионы и анионы) молекулы из плазмы в канальцевую жидкость.

Почечная канальцевая реабсорбция . В клубочковом фильтрате концентрация лекарственных веществ та же, что и в плазме, но по мере продвижения по нефрону он кон­центрируется с увеличением концентрационного градиента, поэто­му концентрация препарата в фильтрате превышает его кон­центрацию в крови, проходящей через нефрон.

Элиминация через кишечник .

После приема препарата внутрь для системного действия часть его, не абсорбируясь, может экскретироваться с каловыми массами. Иногда внутрь принимают лекарственные средства, специально не предназначенные для аб­сорбции в кишечнике (например, неомицин). Под влиянием ферментов и бакте­риальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта лекарствен­ные препараты могут превращаться в другие соединения, которые вновь могут доставляться в печень, где и проходит новый цикл.

К важнейшим механизмам, способствующим активному тран­спорту препарата в кишечник, относится билиарная экскреция (печенью). Из печени с помощью активных транспортных систем лекарствен­ные вещества в виде метаболитов или, не изменяясь, поступают в желчь, затем в кишечник, где и выводятся с калом .

Степень выведения лекарственных веществ печенью следует учитывать при лечении больных, страдающих болезнями печени и воспалительными заболеваниями желчных путей.

Элиминация через легкие . Легкие служат основным путем введения и элиминации летучих анестезирующих средств. В дру­гих случаях медикаментозной терапии их роль в элиминации невелика.

Элиминация лекарственных веществ грудным молоком . Лекарственные вещества, содержащиеся в плазме кормящих жен­щин, экскретируются с молоком; их количества в нем слишком малы для того, чтобы существенным образом влиять на их элими­нацию. Однако иногда лекарственные средства, попадающие в организм грудного ребенка, могут оказывать на него существенное воздействие (снотворные, анальгетики и др.).

Клиренс позволяет определить выведение лекарственного ве­щества из организма. Термином «почечный клиренс кре­атинина » определяют выведение эндогенного креатинина из плаз­мы. Большинство лекарственных веществ элиминируется либо че­рез почки, либо через печень. В связи с этим общий клиренс в организме представляет собой сумму печеночного и по­чечного клиренса, причем печеночный клиренс рассчитывают путем вычитания значения почечного клиренса из общего клиренса организма (снотворные, анальгетики и др.).

Фармакокинетика

Фармакокинетика - это раздел фармакологии (греч. pharmakon - лекарство и kinetikos - относящийся к движению), изучающий закономерности абсорбции, распределения, превращения (биотрансформации) и экскреции (элиминации) лекарственных веществ в организме человека и животных.

Абсорбция - всасывание лекарственного препарата. Введенное лекарство переходит из места введения (например, желудочно-кишечный тракт, мышца) в кровь, которая разносит его по организму и доставляет в различные ткани органов и систем. Скорость и полнота всасывания характеризуют биодоступность лекарства (параметр фармакокинетики, показывающий, какая часть лекарства достигла системного кровотока). Естественно, что при внутривенном и внутриартериальном введении лекарственное вещество попадает в кровоток сразу и полностью, и его биодоступность составляет 100%.

При всасывании лекарство должно пройти через клеточные мембраны кожи, слизистых оболочек, стенок капилляров, клеточных и субклеточных структур.

В зависимости от свойств лекарства и барьеров, через которые оно проникает, а также способа введения все механизмы всасывания можно разделить на четыре основных вида: диффузия (проникновение молекул за счет теплового движения), фильтрация (прохождение молекул через поры под действием давления), активный транспорт (перенос с затратами энергии) и осмос, при котором молекула лекарства как бы продавливается через оболочку мембраны. Эти же механизмы транспорта через мембраны участвуют в распределении лекарств в организме, и при их выведении.

Распределение - проникновение лекарственного средства в различные органы, ткани и жидкости организма. От распределения лекарства в организме зависит скорость наступления фармакологического эффекта, его интенсивность и продолжительность. Для того чтобы начать действовать, лекарственное вещество должно сконцентрироваться в нужном месте в достаточном количестве и оставаться там длительное время.

В большинстве случаев лекарство распределяется в организме неравномерно, в различных тканях его концентрации отличаются в 10 и более раз. Неравномерное распределение лекарственного препарата в тканях обусловлено различиями в проницаемости биологических барьеров, интенсивности кровоснабжения тканей и органов. Клеточные мембраны - главное препятствие на пути молекул лекарственного вещества к месту действия. Различные ткани человека обладают набором мембран с различной “пропускной способностью”. Легче всего преодолеваются стенки капилляров, самые труднопреодолимые барьеры между кровью и тканями мозга - гематоэнцефалический барьер и между кровью матери и плода - плацентарный барьер.

В сосудистом русле лекарственное вещество в большей или меньшей степени связывается с белками плазмы. Комплексы “белок + лекарство” не способны “протиснуться” сквозь стенку капилляра. Как правило, связывание с белками плазмы крови носит обратимый характер и ведет к замедлению наступления эффекта и увеличению продолжительности действия лекарств.

Неравномерность распределения лекарства в организме часто вызывает побочные действия. Необходимо научиться управлять распределением лекарств в человеческом организме. Находить лекарственные вещества, способные избирательно накапливаться в определенных тканях. Создавать лекарственные формы, высвобождающие лекарство там, где необходимо его действие.

Метаболизм - биотрансформация лекарственного средства с образованием одного или нескольких метаболитов.

Часть лекарственных средств действует в организме и выводится в неизмененном виде, а часть подвергается в организме биотрансформации. В биотрансформации лекарственных веществ в организме человека и животных принимают участие различные органы и ткани - печень, легкие, кожа, почки, плацента. Наиболее активно процессы биотрансформации лекарственных средств протекают в печени, что связано с выполнением этим органом детоксикационной, барьерной и экскреторной функций.

Можно выделить два основных направления биотрансформации лекарственных веществ - метаболическую трансформацию и конъюгацию.

Под метаболической трансформацией понимают окисление, восстановление или гидролиз поступившего лекарственного вещества микросомальными оксидазами печени либо других органов.

Под конъюгацией понимают биохимический процесс, сопровождающийся присоединением к лекарственному веществу или его метаболитам различного рода химических группировок или молекул эндогенных соединений.

При описанных процессах лекарственные средства, поступающие в организм, превращаются в более водорастворимые соединения. Это, с одной стороны, может привести к изменению активности, а с другой к выведению этих веществ из организма.

В результате метаболической трансформации и конъюгации лекарственные средства обычно изменяются, либо же совсем лишаются своей фармакологической активности.

Метаболизм или биотрансформация лекарственного препарата часто приводит к превращению жирорастворимых веществ в полярные и наконец, водорастворимые. Эти метаболиты в меньшей степени биологически активны, а биотрансформация облегчает их экскрецию с мочой или желчью.

Экскреция - выведение лекарств из организма после того, как они частично или полностью превращаются в водорастворимые метаболиты (некоторые препараты экскретируются в неизмененном виде); экскреция лекарств осуществляется с мочой, желчью, выдыхаемым воздухом, потом, молоком, калом, со слюной.

Экскреция лекарств кишечная - выведение лекарств сначала с желчью, а затем с калом.

Экскреция лекарств легочная - выведение лекарств через легкие, преимущественно средств для ингаляционного наркоза.

Экскреция лекарств почечная - основной путь экскреции лекарств; зависит от величины почечного клиренса, концентрации лекарства в крови, степени связывания препарата с белками.

Экскреция лекарств с грудным молоком - выделение лекарств во время лактации с молоком (снотворные, анальгетики, фенилин, амиодорон, ацетилсалициловая кислота, соталол, этиловый спирт).

Большинство лекарственных веществ или растворимых в воде метаболитов жирорастворимых веществ выделяются почками. Водорастворимые вещества, находящиеся в крови, могут выделяться с мочой путем пассивной клубочковой фильтрации, активной канальцевой секреции или путем блокады активной, или чаще пассивной канальцевой реабсорбции.

Фильтрация - основной механизм экскреции почками лекарств, не связанных с белками плазмы крови. В связи с этим в фармакокинетике элиминирующую функцию почек оценивают по скорости именно этого процесса.

Фильтрация лекарств в клубочках осуществляется пассивно. Молекулярная масса веществ не должна быть больше 5-10 тыс, они не должны быть связаны с белками плазмы крови.

Секреция - процесс активный (с затратой энергии при участии специальных транспортных систем), не зависящий от связывания препаратов с белками плазмы крови. Реабсорбция глюкозы, аминокислот, катионов и анионов происходит активно, а жирорастворимых веществ - пассивно.

Способность почек к выведению лекарств путем фильтрации проверяется по экскреции эндогенного креатинина, так как оба процесса происходят параллельно с одинаковой скоростью.

При почечной недостаточности корректировку режима дозирования осуществляют с помощью расчета клиренса эндогенного креатинина (С/кр). Клиренс - это гипотетический объем плазмы крови, который полностью очищается от лекарственного средства за единицу времени. В норме клиренс эндогенного креатинина составляет 80-120 мл/мин. Кроме того, для определения клиренса эндогенного креатинина существуют специальные номограммы. Они составлены с учетом уровня креатинина в сыворотке крови, массы тела и роста больного.

Количественно элиминацию ксенобиотика можно оценить и с помощью коэффициента элиминации. Он отражает ту часть (в процентах) лекарственного вещества, на которую происходит уменьшение его концентрации в организме в единицу времени (чаще за сутки).

Связь между объемом распределения и клиренсом вещества выражается периодом полувыведения (T1/2). Период полувыведения вещества - это время, за которое концентрация его в плазме крови снижается наполовину.

Основная задача фармакокинетики заключается в выявлении связей между концентрацией лекарственного средства или его метаболита (метаболитов) в биологических жидкостях и тканях и фармакологическим эффектом.

Все количественные и качественные процессы входят в понятие первичной фармакологической реакции. Обычно она протекает скрыто и проявляется в виде клинически диагностируемых реакций организма или, как их принято называть, фармакологических эффектов, обусловленных физиологическими свойствами клеток, органов и систем. Каждый эффект лекарства, как правило, по времени можно разделить на латентный период, время максимального лечебного эффекта и его продолжительность. Каждый из этапов обусловлен рядом биологических процессов. Так, латентный период определяется в основном путем введения, скоростью всасывания и распределения вещества по органам и тканям, в меньшей степени -- его скоростью биотрансформации и экскреции. Продолжительность эффекта обусловлена преимущественно скоростью инактивации и выделения. Определенное значение имеют перераспределение действующего агента между местами действия и депонирования, фармакологические реакции и развитие толерантности. В большинстве случаев с увеличением дозы лекарства уменьшается латентный период, увеличиваются эффект и его продолжительность. Удобно и практически важно выражать продолжительность лечебного действия полупериодом снижения эффекта. Если полупериод совпадает с концентрацией вещества в плазме, получают объективный критерий для контроля и направленной регуляции терапевтической активности. Фармакодинамика и фармакокинетика лекарств усложняется при различных патологических состояниях. Каждое заболевание как бы по-своему моделирует фармакологический эффект, в случае нескольких заболеваний картина еще более усложняется.

Конечно, при поражении печени преимущественно нарушается биотрансформация лекарств; болезни почек, как правило, сопровождаются замедлением экскреции ксенобиотика. Однако такие однозначные фармакокинетические модуляции наблюдаются редко, чаще фармакокинетические сдвиги переплетаются со сложными фармакодинамическими изменениями. Тогда не только при одном заболевании повышается или понижается действие лекарства, но в течение заболевания отмечаются существенные колебания, обусловленные как динамикой самого патологического процесса, так и применяемыми в процессе лечения средствами.

Проявление фармакологических эффектов лекарственных средств - это результат сложных процессов их взаимодействия с системами организма. С момента поступления лекарственного препарата в организм и до развития соответствующих фармакологических эффектов различают три последующих фазы или стадии.

1. Фармацевтическую - связанную с созданием лекарственных форм, наилучших с точки зрения максимального и более быстрого поступления активной субстанции во внутренние среды организма.

2. Фармакокинетическую - связанную с движением лекарственных веществ в организме, их метаболизмом и выведением.

3. Фармакодинамическую - собственно связанную уже с взаимодействием лекарственного вещества с биологическими структурами, обеспечивающими специфический фармакологический эффект.

Фармакокинетика - это раздел фармакологии, изучающий движение (кинетику) лекарственных веществ во внутренних средах организма.

Основные этапы фармокинетики:

    Всасывание лекарственных веществ с места их введения в организм.

    Распределение лекарственных веществ и их концентрация в тканях и органах, связывание их с белками крови и тканей.

    Биотрансформация лекарственных веществ в организме или их метаболизм.

    Элиминация и экскреция лекарственных веществ из организма, т. е. их обезвреживание и выведение.

8.1. Всасывание лекарственных веществ

Термином «всасывание» обозначают процесс поступления лекарственного вещества из места его введения в кровь. Всасывание или абсорбция лекарственных веществ зависит от многих факторов. Это, прежде всего путь введения, растворимость лекарственного вещества, характер лекарственной формы, интенсивность кровотока в месте введения и т. д. При внутрисосудистом введении лекарств (в вену, в артерию) говорить о всасывании не приходится, т. к. лекарство вводится прямо в кровь. Однако при любом пути введения лекарство должно проникнуть через ряд биологических мембран для того, чтобы достичь своего места действия. Биологические мембраны в организме достаточно многообразны. Однако, согласно мнению А. Альберта (1989), все мембраны можно разделить на четыре типа.

Мембраны первого типа встречаются наиболее часто. Они представляют собой двойной слой фосфолипидов, по обе стороны которого располагается по одному слою белковых молекул. Толщина такой мембраны примерно 5 нм. Через мембраны первого типа транспорт веществ осуществляется путем простой диффузии. Транспорт идет без затраты энергии, за счет разницы концентраций по обе стороны мембраны. Наиболее легко через такие мембраны диффундируют вещества, хорошо растворимые в жирах. На транспорт веществ через мембраны этого типа большое влияние оказывает степень ионизации вещества: чем выше степень ионизации, тем хуже идет транспорт. Степень диссоциации того или иного вещества определяется его константой диссоциации рКа. Она равна значению РН среды, при котором 50% молекул диссоциированы.

Мембраны второго типа отличаются от мембран первого наличием в них специальных переносчиков, обеспечивающих облегченную диффузию. Для переносчиков характерна высокая специфичность. Облегченная диффузия идет без затраты энергии. Таким путем проникают: холин, многие аминокислоты, пуриновые и пирамидиновые основания и некоторые другие соединения.

Мембраны третьего типа, наиболее сложные из всех, способны переносить вещества против градиента концентрации. Эта система транспорта требует затраты энергии. Эти мембраны осуществляют транспорт ионов К + и Na + в клетках млекопитающих. Такие мембраны осуществляют всасывание и выделение ионизированных и неионизированных веществ в почечных канальцах, с помощью таких мембран происходит накопление иода в щитовидной железе. Часто эти мембраны бывают вкраплены в мембраны первого типа.

Мембраны четвертого типа отличаются от таковых первого типа наличием пор, через которые могут фильтроваться определенные вещества. Такие мембраны имеются, например, в почечных клубочках. Размеры этих пор около 3 нм. Процесс фильтрации идет без затраты энергии.

Пиноцитоз. Особым видом транспорта через мембраны является пиноцитоз. При этом происходит инвагинация (втягивание) мембраны внутрь клетки, с последующим образованием пузырька (везикулы). Этот пузырек заполнен межклеточной жидкостью с находящимися в ней молекулами; веществ, в том числе и крупными. Пузырек мигрирует по цитоплазме до противоположной стенки клетки и аналогичным механизмом содержимое кутикулы выводится в межклеточное пространство. Иногда везикула под влиянием ферментов лизосом распадается, а крупные молекулы распадаются на свои субъединицы (моносахара, аминокислоты, жирные кислоты) и используются клеткой как источник энергии. Пиноцитоз протекает с затратой энергии.

Таким образом, все виды транспорта веществ, в том числе и лекарственных, через биологические мембраны можно разделить на два вида:

    пассивный транспорт;

    активный транспорт.

К пассивным видам транспорта веществ через биологические мембраны относятся:

    диффузия;

    облегченная диффузия;

    фильтрация.

Для этих видов транспорта характерно:

    перемещение молекул вещества из области с относительно высокой концентрацией его в область с относительно малой концентрацией;

    скорость транспорта пропорциональна градиенту концентраций по обе стороны мембраны;

    транспорт прекращается, когда концентрации по обе стороны мембраны будут равны;

    пассивный транспорт осуществляется без затраты энергии.

К активным видам транспорта относятся:

    активный транспорт с участием белков переносчиков;

    пиноцитоз.

Активный транспорт обеспечивает, прежде всего, перенос через мембраны гидрофильных полярных молекул (глюкозы, аминокислот) и ряда ионов (натрия, калия, магния, кальция). Для краткости такие системы часто называют насосами, например калий-натриевый насос.

Для активных видов транспорта веществ через мембраны характерно:

    возможность переноса веществ против градиента концентраций;

    активные виды транспорта идут с затратой энергии, которая получается за счет метаболизма клетки.

Основным местом всасывания лекарств при приеме внутрь является слизистая оболочка тонкого кишечника. Основным механизмом всасывания в тонком кишечнике является диффузия. Фильтрация не имеет практически значения, а активный транспорт играет незначительную роль.

Все лекарственные вещества, принимаемые внутрь, подвергаются метаболизму в желудочно-кишечном тракте, а затем в печени. Этот вид метаболизма носит название пресистемный метаболизм, т. е. метаболизм до попадания веществ в системный кровоток.

Показателем, характеризующим процесс всасывания, является константа скорости всасывания K вс или константа абсорбции К а. Это величина постоянная для данного препарата при данном пути введения и показывает, какая часть или до­ля вещества всасывается в единицу времени: Величина эта имеет размерность, обратную времени, и выражается в часах или минутах в минус первой степени.

Кинетика препарата в крови является одним из основных вопросов фармакокинетики, так как лекарственное действие во многих случаях зависит от концентрации препарата в кровь. Это, например, относится к химиотерапевтическим средствам. В этом случае даже можно установить минимальную терапевтическую концентрацию лекарства в крови.

Основными понятиями, характеризующими концентрацию лекарственного вещества в крови, являются:

    Максимальная концентрация лекарственного препарата в крови - С макс и выражается в мкг/мл или мг/л.

    Время достижения максимальной концентрации лекарственного препарата в крови Т макс - выражается в часах или минутах.

    Время (период) полувыведения лекарственного препарата из крови. Эта величина обозначается как Т 50% или Т 1/2 .

Этот показатель свидетельствует с снижении максимальной концентрации лекарственного препарата в крови на 50%. Период полувыведения у различных препаратов может быть весьма различен. Например: период полувыведения новокаина = 0,1 часа, норсульфазола = 4 часам, карбамазепина = 12 - 20 часам, сульфодиметоксина = 20 - 48 часам. Всосавшись в кровь, лекарственное вещество частично находится в свободном состоянии, а частично связывается с белками, главным образом с альбуминами крови. Часть препарата, связавшаяся с белками крови, как правило, теряет свою биологическую активность. Поэтому действие лекарственных препаратов чаще всего коррелирует не с общим количеством препарата в крови, а с количеством свободного препарата. Это особенно четко проявляется для препаратов, хорошо связывающихся с белками крови. Например, хинидин связывается с белками крови на 70-80% и для него отмечена четкая зависимость между уровнем свободного препарата крови и его влиянием на электрокардиограмму. Однако для слабо связывающихся с белками лекарственных препаратов (например, новокаин, связывающийся на 15% или дигоксин - на 10%) интенсивность эффекта удовлетворительно коррелирует с общим количеством препарата. Связывание лекарств с белками крови является обратимым процессом и когда, свободная часть лекарства экскретируется, метаболизируется или захватывается тканями, то происходит диссоциация комплекса белок - лекарство и концентрация свободного препарата в крови возрастает. Обычно концентрации лекарств, которые возникают в крови при применении терапевтических доз, не вызывают насыщения белков крови. Однако такая ситуация может возникнуть при применении очень больших доз, например, при введении пенициллина десятками миллионов ЕД. Для некоторых препаратов предел насыщения белков крови может быть достаточно низок, например, вальпроевая кислота может дать насыщение белков крови при терапевтических дозах. Насыщение белков крови представляет серьезную опасность, так как при наступлении насыщения белков крови следующая доза препарата вызовет резкое повышение концентрации свободного препарата в крови, что может вызвать побочные и токсические явления.

Существуют некоторые различия связывания лекарств с белками крови в связи с видовыми, индивидуальными и возрастными различиями.

Связывание лекарственных препаратов с белками крови имеет большое значение для фармакотерапии:

1. Комплекс белок - лекарственный препарат - это депо, откуда пополняется уровень свободного препарата в крови.

2. Комплекс белок - лекарство не выводится почками путем фильтрации. Лекарственные вещества, хорошо связывающиеся с белками, более длительное время находятся в крови.

3. Связывание лекарственных препаратов с белками необходимо учитывать при комбинированной терапии. Это особенно важно, когда комбинируемые препараты имеют одни и те же места связывания в молекулах белка. В этом случае возможно вытеснение одного лекарственного препарата другим. Например, бутадион при совместном применении с антикоагулянтами непрямого действия способен вытеснять антикоагулянты из связи с белками, приводя к резкому повышению свободной фракции этих препаратов в крови, что может вызвать резкое понижение свертываемости крови. Антикоагулянты в свою очередь могут вытеснять из связи с белками крови сульфаниламиды, повышая при этом их антимикробное действие и токсичность. Одновременное назначение антимикробных и антидиабетических сульфаниламидов может привести к вытеснению из связи с белками антидиабетических сульфаниламидов и вызвать гипогликемию.


Фармакокинетика - раздел клинической фармакологии, изучающий поведение лекарственного средства в организме: поступление, всасывание, распределение, связывание, биотрансформация, выведение (от греч.pharmakon- лекарство, kineo- двигатель).
Для клинической анестезиологии и интенсивной терапии важнейший фар- макокинетический принцип - взаимоотношение между дозой лекарственного средства, концентрацией его в тканях и продолжительностью действия. Следует помнить, что фармакокинетические характеристики препаратов, изученные у здоровых добровольцев, могут значительно отличаться от таковых у больных с тяжелыми заболеваниями (особенно с патологией почек и печени) и значительно варьировать в зависимости от возраста, волемического и нутритивного статуса, массы скелетной мускулатуры.
Зависимость между дозой лекарства и его эффектом была известна еще со времен Парацельса (XVI век). Однако современное развитие фармакокинетики стало возможным лишь благодаря внедрению высокочувствительных методов химического анализа - газовой и газожидкостной хроматографии, радиоиммунологической, ферментно-химической методологии, а также математического моделирования фармакокинетических процессов.
Знание фармакокинетики позволяет определить дозы, оптимальный путь введения, режим дозирования и продолжительность действия лекарственных средств. Эта информация особенно важна у пациентов с сопутствующими заболеваниями (особенно тех органов, которые участвуют в биотрансформации препаратов), а также при одновременном применении различных средств, что характерно для анестезиологической и реаниматологической практики.
К фармакокинетическим факторам, определяющим поведение лекарственных средств в организме, относят абсорбцию, распределение по органам и тканям и элиминацию путем биотрансформации и экскреции.
АБСОРБЦИЯ
Абсорбция - всасывание лекарственного средства из места введения в крово-ток, что возможно энтеральным и парентеральным путем.
Энтеральный путь
Энтеральный путь включает введение лекарственного средства внутрь, сублингвально, буккально и ректально. На биодоступность препарата при введении внутрь влияют растворимость и концентрация действующего вещества в лекарственной форме, состояние перфузии, рН и площадь поверхности всасывания, секреторная и моторная функции ЖКТ, интенсивность метаболизма в печени (так называемый эффект первичного пассажа), взаимодействие с другими лекарственными средствами. Абсорбируется, главным образом, неионизированная фракция препарата, поэтому в кислой среде лучше всасываются лекарственные средства-кислоты, а в щелочной - лекарственные средства-основания.
Первичный пассаж
Первичный пассаж, или пресистемный метаболизм, - биотрансформация лекарственного средства в результате поступления в печень через портальный кровоток после всасывания в желудке или кишечнике. Высокая степень пресистем- ного метаболизма характерна для антагонистов кальция, |3-адреноблокаторов, нитратов, ингибиторов ангиотензинпревращающего фермента, ацетилсалициловой кислоты, изопротеренола1", папаверина, пентазоцина", пентоксифиллина.
Препарат из сосудов полости рта поступает в верхнюю полую вену, поэтому сублингвальное и буккальное введение лекарственного средства исключает эффект первичного пассажа, поскольку действующее вещество в этом случае минует печень. Венозная кровь из прямой кишки поступает в нижнюю полую вену, также минуя печень. Следовательно, при ректальном введении биодоступность препарата выше, чем при пероральном введении. Основной недостаток ректального пути введения (кроме дискомфорта и раздражения) - индивидуальные колебания скорости и степени всасывания.
Парентеральный путь
Парентеральные пути введения, при которых лекарственное средство минует пищеварительный тракт, включают чрескожный; подкожный; внутривенный; внутриартериальный; интратекальный; перидуральный; местный (внутрибрю- шинный, внутриплевральный, в полость абсцесса, субконъюнктивальный, интра- назальный и т.д.).
Чрескожный путь введения редко применяют для получения системного действия лекарственного средства. Иногда с этой целью назначают специальные трансдермальные формы, регулирующие всасывание препарата. Таким способом, в частности, назначают нитроглицерин, нестероидные противовоспалительные средства (НПВС), наркотические анальгетики. Очень широко в анестезиологиче-ской практике известны мази, содержащие местные анестетики, но не для систем-ного, а для местного применения.
При подкожном и внутримышечном введении скорость всасывания лекарственных средств будет зависеть, главным образом, от васкуляризации тканей и водорастворимости применяемого препарата.
При внутривенном или внутриартериальном введении этап всасывания исключается из фармакокинетического процесса, лекарственное средство полностью и непосредственно поступает в кровоток. При ингаляционном пути введения (ингаляционные анестетики) попадание "екарственного средства в кровоток будет зависеть от трех основных факторов: его Епыхаемой (ингалируемой) концентрации, альвеолярной вентиляции и интенсивности поглощения (потребления) анестетика в крови. Существует эффект первого прохождения лекарственного средства через легкие, заключающийся в захвате -ипофильных аминов-оснований (лидокаин, пропранолол, фентанил) легочной тканью. Этот эффект может влиять на пиковую концентрацию препарата в артериальной крови. Легкие способны впоследствии высвобождать связанные препараты в системный кровоток.
Факторы, влияющие на абсорбцию ингаляционных анестетиков:
о- факторы, связанные с наркозным аппаратом, - подаваемая концентрация анестетика, мертвое пространство аппарата, растворимость препарата в конструкциях наркозного аппарата (растворимость в пластических материалах и резине);
альвеолярная концентрация;
о факторы, определяющие поступление анестетика в кровь, - сердечный выброс и системный кровоток, растворимость анестетика в крови, альвеолярный кровоток и вентиляция (вентиляционно-перфузионное отношение), потребление анестетика тканями (градиент концентрации анестетика в альвеолярном газе и венозной крови).
Основные механизмы всасывания (абсорбции) лекарственных средств:
пассивная диффузия, характерная для липофильных лекарственных средств;
о активный транспорт, специфичен для некоторых лекарственных средств и
соединений: аминокислот, Сахаров, витаминов, метилдопы;
о фильтрация, характерная для водорастворимых лекарственных средств с низкой молекулярной массой; играет незначительную роль в абсорбционных процессах;
пиноцитоз, способный обеспечить абсорбцию лишь некоторых макромоле- кулярных соединений.
Показатели абсорбции:
полнота всасывания - количество (%) всасываемого вещества;
время достижения максимальной концентрации (Тш|х);
константа скорости абсорбции (Ка), характеризующая скорость поступления лекарственного средства в кровь из места введения;
период полуабсорбции (Т}