Лекция 7. Distribution - всасывание, распределение и выведение препаратов из организма являются взаимосвязанными процес-сами

Distribution - всасывание, распределение и выведение препаратов из организма являются взаимосвязанными процес-сами, протекающими во времени. Обычно распределение лекарственного вещества происходит тотчас по мере поступле-ния его в организм в результате выравнивания его концентрации в крови и различных тканях организма.

Однако это бывает далеко не во всех случаях, имеется большое число лекарственных веществ, концентрации которых в крови и различных тканях различаются во много раз. Так при инъекциях бензилпенициллина концентрация антибиотика в ЦНС и в крови относятся как 3:100, при инъекциях тиопентала даже через 3 часа концентрация препарата в жировой ткани в среднем в 10 paз выше, чем в плазме крови.

Общепринятым в настоящее время является мнение, что лекарственные вещества оказывают лечебный эффект только в том случае, если их содержание в кровяной плазме достигает определенного предела, в противном случае эффект отсутствует; если же этот предел значительно превышается, то может наступить нежелательное (побочное) действие, т.е. для оптимальной лекарственной терапии необходимо знать концентрацию препарата в крови и выбирая эффективно фармацевтические факторы, можно целенаправленно регулиро-вать всасывание и распределение.

Основой целенаправленного управления вышеуказанными процессами является создание фармакокинетических моделей прохождения лекарственного вещества через организм. Результаты исследований поведения лекарственных веществ в организме наиболее компактно и достаточно полно выражается в форме математических уравнений. Так, простейшей моделью процесса поступления в организм не изменяющихся веществ, служит уравнение:

, где:

С - фактическая концентрация вещества в организме в момент времени;

С₀ – исходная концентрация вещества в организме;

k - коэффициент поступления, показывающий какая часть от максимально возможного количества лекарственного вещества в организме накапливается за единицу времени;

l - коэффициент распределения вещества между организ-мом и средой, из которой происходит всасывание.

Несмотря на ограниченность этой модели, она позволяет достаточно правильно описать процесс накопления ряда веществ в крови и иных жидкостях организма, особенно при небольших периодах наблюдения.

Важнейшим фармакокинетическим показателем является скорость элиминации препаратов из организма. Процесс элиминации охватывает ряд одновременно протекающих процессов, наиболее важными из которых являются метаболизм - превращение лекарственных веществ в организме в другие соединения, как правило, более полярные. Метаболизм (биотрансформация) в основном осуществляется в печени и образующиеся метаболиты выводятся из организма как правило чаще всего почками.

Фармацевтические факторы могут влиять также и на динамику метаболизма - способствовать или замедлять метабо-лические превращения лекарственных веществ.

Самая простая модель выделения вещества из организма представляется в виде уравнения:

ЭCt = Kэл t, где:

С - концентрация вещества, выделяемая в определенный период времени t;

С₀ - исходная концентрация вещества в организме после введения;

е - основание натурального логарифма;

ЭC = Kэл - постоянная выделения - показывает, какая часть от имеющегося в организме количества вещества выделяется за единицу времени.

С постоянными К_всас и К_эл тесно связаны другие фармакокинетические характеристики. Прежде всего - период полувыведения - промежуток времени, в течение которого выделяется половина от находящегося в организме вещества.

Кажущийся объем распределения V- тот объем, который занимало бы вещество в организме в состоянии равновесия при условии равномерного распределения.

Объем распределения характеризует способность лекарственного вещества проникать в различные ткани тела, связываться с биологическими компонентами и откладываться в каких либо частях организма. Рассчитывают кажущийся объем распределения по формуле:

, где:

Доза = w- количество введенного лекарственного вещес-тва;

Mt - его количество, выделенное в мочу к моменту t;

Ct - концентрация в плазме в момент t.

Изучение фармакокинетических характеристик ставит на строго количественную основу проблему действия лекарствен-ных веществ на организм и зависимости этого действия от различных факторов. Знание судьбы лекарственного вещества в биологической системе, его содержание в неизмененном виде и в виде метаболитов в разных органах и в крови в различные моменты времени - все это при сопоставлении с обнаруживае-мыми эффектами позволяет давать количественную характерис-тику действия вещества.

О ВСАСЫВАНИИ В ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОМ ТРАКТЕ И ДРУГИХ ОРГАНАХ И ТКАНЯХ. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЩИЕ НА ВСАСЫВАНИЕ

Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) /желудок, тонкая, толстая кишка/ отличаются друг от друга величиной рН содержимого (соков), типом ферментов и в результате – способ-ностью абсорбировать различные лекарственные вещества. Так, желудочный сок в норме имеет рН = 1-3, содержимое двенадцатиперстной кишки - рН 5-6, а содержимое тонкого кишечника и толстой кишки - рН около 8. Так как через мембраны эпителия пищеварительного тракта проникают только неполяризованные молекулы, то следовательно, лекарственные вещества кислого характера будут лучше всасываться в желудке, а всасывание веществ основного (щелочного) характе-ра начнется только в кишечнике, где относительно нейтральное рН. Всасывание лекарственных веществ, представляющих собой слабые кислоты или основания, будет зависеть от величины их рКа (обратный логарифм константы ионизации Ка), раствори-мости в воде или их степени измельчения для нерастворимых в воде. Большая поверхность эпителия проксимальной части тонкой кишки обеспечивает хорошее всасывание многих лекарственных веществ, отсюда целесообразность создания кишечно-растворимых покрытий. Всасывание из толстой кишки менее эффективно выражено, главным образом по причине относительно малой площади поверхности эпителия в сравне-нии с тонкой кишкой.

Лекарственные вещества в пищеварительном тракте подвергаются также химическому разрушению - например, бензилпенициллин легко разрушается в кислой среде желудка, а его простая химическая модификация – феноксиметилпеницил-лин более стабилен и поэтому всасывается при приеме внутрь. Эритромицин также разрушается в кислой среде желудка, однако некоторые его химические модификации, а также энтеросолюбильные покрытия его лекарственных форм (фармацевтический фактор) обеспечивают его всасывание в терапевтических концентрациях.

Остановимся на краткой характеристике влияния некоторых физиологических факторов на интенсивность и полноту всасывания перорально вводимых лекарственных форм. Характер наполнения желудочно-кишечного тракта и состояние его моторики существенным образом сказываются на скорости и полноте всасывания лекарственных веществ. Так, таблетки с кишечно-растворимым покрытием в зависимости от времени их приема могут находиться в желудке от 1,5 до 5,5 часа. Кишечно-растворимые таблетки аспирина, принятые через час после завтрака остаются в желудке не менее 3 часов, а в ряде случаев 6 часов после проглатывания. Те же таблетки, принятые за 1 час до завтрака, эвакуируются из желудка через полтора часа после назначения. Высвобождение и всасывание аспирина в первом случае может происходить спустя 3-6 часов, и во втором - спустя 1,5 часа после приёма таблеток.

Это же относится и к разным антибиотикам. Так, содержа-ние в крови антибиотиков тетрациклинового ряда, принятых после обычного завтрака обычно на 50-80% ниже по сравнению с их содержанием в крови добровольцев, принявших эти препараты натощак.

Однако, при рекомендации приема натощак лекарств необходимо учитывать физико-химические свойства действую-щих веществ и особенности их всасывания. К примеру, прием рибофлавина после легкого завтрака позволяет обеспечить более полное всасывание вещества по сравнению с его назначением на пустой желудок. Объясняется это тем, что всасывание рибофлавина осуществляется в верхнем отделе тонкого кишечника. Рибофлавин, принятый после завтрака постепенно эвакуируется вместе с пищей, длительно контактируя с всасывающей поверхностью верхнего отдела тонкого кишеч-ника, что обеспечивает более значительную абсорбцию препарата. Вообще, более длительное нахождение препарата в кишечнике создает условия, благоприятствующие более полно-му его всасыванию.

Лекарственный препарат, попадая в желудок, прежде всего вступает в сложное взаимодействие с муцином - вязким мукополисахаридом, выстилающим слизистые оболочки желуд-ка и кишечника, что является серьезным препятствием для всасывания дигидрострептомицина и многих гипотензивных и антихолинергических средств, образующих с муцином плохо всасывающиеся комплексы.

На процесс всасывания различных препаратов в желудочно-кишечном тракте существенное влияние оказывает характер питания и состав пищевой кашицы. Так, в присутствии молока и молочных продуктов резко снижается всасывание тетрациклина и его препаратов. Всасывание тетрациклинов также ухудшается при приеме пищи богатой солями железа, поэтому необходимо рекомендовать больному воздержаться от приема препаратов железа или пищи с железом в процессе лечения тетрациклиновыми препаратами. Препараты кальция, будучи приняты после еды, могут соединиться в желудке со щавелевой, уксусной, угольной кислотами, а в кишечнике с жирными кислотами и переходить в нерастворимые или очень плохо растворимые осадки, которые не всасываются.

С другой стороны всасывание гризеофульвина резко возрастает в случае его назначения с жирной пищей. Предварительный прием жирной пищи приводит к значительному увеличению уровня гризеофульвина в сыворотке крови.

Любая пища замедляет всасывание сульфаниламидов, пенициллина, оксациллина, ампициллина, эритромицина, линкомицина.

Лекарства нередко смешивают с различными соками и напитками для облегчения их введения. При подслащивании лекарств сиропами резко замедляется всасывание хлорида кальция, амидопирина, тетрациклина, изониазида.

Алкогольные напитки оказывают отрицательное влияние на судьбу лекарственных препаратов в организме. Алкоголь потенцирует действие гистамина, барбитуратов, трицикличес-ких антидепрессантов. Алкоголь повышает токсичность барбитуратов более, чем на 50%. Вина обладают буферной способностью и всасываются медленнее. Они содержат ряд веществ, которые могут взаимодействовать с лекарственными препаратами.

Обычная пища растительного и животного происхождения может содержать вещества, активные в фармакологическом отношении, среди них серотонин (арахис, бананы, крапива), ДОФА (фасоль), оксалаты (ревень, шпинат, сельдерей), тирамин (сыры, пиво, печень цыплят). В пище могут находиться пестици-ды и многие другие вещества. Поэтому взаимодействие лекарств с пищей, включая и желудок и кишечник, происходит по химическим и физическим закономерностям.

Действие фармакологически активных веществ, присутст-вующих в некоторых компонентах пищи, может изменять действие некоторых лекарственных препаратов. Отчетливо это наблюдается при введении препаратов-ингибиторов моноамин-оксидазы (МАО) - сиднофен, индопан, паргилин, фенелзин, ниаламид и приеме пищи, содержащей большое количество тирамина и др. аминов. Последние угнетают действие ингибиторов МАО, что приводит к накоплению аминов в организме. Имеются сообщения о нескольких смертельных случаях от такого взаимодействия, происшедших в результате спазма сосудов и последующего гипертонического криза. Таким образом, содержащая тирамин пища (сыры, брынза, рислинг, херес, пиво, маринованная и копченая сельдь) вызывают нежелательные явления при приеме ингибиторов моноамин-оксидазы (паргилин, фенелзин, ниаламид).

На лекарственные вещества существенное влияние оказывают желчные кислоты и их соли. Они могут повышать растворимость ряда лекарственных препаратов и в то же время способны образовывать труднорастворимые и невсасывающиеся компоненты с такими препаратами, как неомицин, нистатин, полимиксин.

И все-таки, на современном этапе фармакотерапии можно считать оправданным и рациональным соблюдение общего правила: лекарственное средство, предназначенное для резорб-тивного действия, рационально назначать натощак, т.е. за 30-60 минут до еды.

Желчегонные средства рационально назначать за 5-10 минут до еды, с тем расчетом, чтобы они продвинулись в двенадцатиперстную кишку раньше пищи и включили к деятельности аппарат желчеотделения к моменту поступления в нее пищи.

После еды рационально назначать жирорастворимые препараты (гризеофульвин, витамин А), соли калия, брома, натрия, восстановленное железо (натощак ионизированные соли нельзя!), а также ряд препаратов, в отношении которых известна устойчивость их к кислой среде желудка и щелочной среде кишечника.

Всасывание в прямой кишке происходит со значи-тельной скоростью, для многих лекарственных веществ не уступает по интенсивности в/м всасывания, а в некоторых случаях (сердечные гликозиды, некоторые алкалоиды и др.) приближае-тся к внутривенному. Существенное влияние на всасывание лекарственных веществ в прямой кишке оказывают фармацевти-ческие факторы, особенно применяемые вспомогательные вещества - ПАВ, загустители, диспергирующие и др. – влияю-щие на проницаемость стенки прямой кишки не защищенной, как это имеет место в желудке, слоем мукополисахаридов.

Всасывание в мышцах. При введении в мышцу водных растворов лекарственных веществ наблюдается их быстрое всасывание в кровь. Из масляных растворов липофильные вещества всасываются медленно, образуя депо. Всасывание здесь зависит от физического состояния вводимых лекарствен-ных веществ: раствор > эмульсия > суспензия аморфных вещества > микрокристаллическая суспензия и природы вспомогательных веществ:

Вода > неполярные растворители (жирные масла, синтетические заменители жирных масел - этиололеат, например).

Всасывание через кожу. Через эпидермис хорошо проникают только липидорастворимые соединения, а ионы и нерастворимые в липидах вещества проникают в дерму медленно, минуя липидный барьер эпидермиса, через волосяные луковицы и сальные железы. На всасывание веществ через кожу существенное влияние могут оказывать такие фармацевтические факторы, как вид лекарственной формы (раствор > эмульсия > суспензия), природа вспомогательных веществ (природа основы, ПАВ, физическое состояние лекарственного вещества).

Всасывание через кожу используется не только для местного воздействия, но и для оказания общего (системного) эффекта. Так, разработана мазь нитроглицерина, трансдермаль-ный пластырь с нитроглицерином для купирования и предупреждения приступов ишемический болезни сердца. Скорость всасывания лекарственного вещества из такого пластыря ("Трансидерм") регулируется полимерной мембраной.

Всасывание в легких, лучше всего проходит для газообраз-ных и летучих веществ, находящихся в молекулярном, ионном микрокристаллическом состоянии с величиной частиц до 5 мкм. Вещества в форме аэрозолей всасываются в бронхах и альвеолах посредством простой диффузии.