Всасывание лекарственных веществ. Особенности всасывания лекарств у детей. Пути введения лекарственных средств

Особенности всасывания ЛС при внутриполостном введении

Особенности всасывания ЛС при подкожном способе введения

Особенности всасывания ЛС при внутримышечном способе введения

1. достаточно быстрое наступление терапевтического эффекта (10 – 30 минут);

2. возможно введение ЛС, обладающих умеренно раздражающим действием (магния сульфат);

3. используется для создания в ткани депо препарата (имплантация эсперали, введение бициллина, дипроспана и др.);

Недостатки способа введения:

1. возможно попадание иглы в артериальный или венозный сосуд и нервный ствол (следует учитывать расположение сосудов и нервов);

2. риск развития на месте инъекции асептических инфильтратов и инфицированных абсцессов;

3. объём вводимого раствора не должен превышать 10 мл;

4. следует учитывать различную скорость кровотока в мышцах для достижения быстроты эффекта.

Преимущества способа введения:

1. возможно обеспечение длительного терапевтического эффекта ЛС (введение депо-препаратов);

2. возможность проведения инъекции самим пациентом (инсулин).

Недостатки способа введения:

1. риск развития жировой дистрофии ткани на месте повторных инъекций, что уменьшает всасывание ЛС (инсулин).

Применяется с целью создания высокой концентрации ЛС на месте введения (цитостатики, антибиотики). Следует помнить о возможности реабсорбции применяемых препаратов и оказании ими системного эффекта.

Абсорбция (всасывание) ЛС - процесс поступления вещества из места введения в системный кровоток.

Механизмы, обеспечивающие абсорбцию лекарственных средств:

1. диффузия:

- пассивная диффузия – перемещение ЛС через водяные канальцы в мембране либо посредством растворения в ней из мест с более высокой концентрацией в места, где его концентрация ниже, до полного уравнивания без затраты энергии (диакарб, тиопентал, аминазин, резерпин);

Облегчённая диффузия – транспорт ЛС через биомембраны по градиенту концентрации с участием молекул специфических переносчиков (витамин В 12 при участии гастромукопротеина Кастла);

2. фильтрация - проникновение ЛС через поры в клеточной мембране в результате разности гидростатического или осмотического давления по обе её стороны (крупные молекулы не проникают);

3. активный транспорт – транспорт ЛС с помощью специальных транспортных систем против градиента концентрации с использованием энергии (йод в фолликулы щитовидной железы, цитостатик 5-фторурацил);

4. пиноцитоз – транспорт ЛС путём выпячивания и «охватывания» биомембраной ЛС и перемещение его внутрь клетки (поглощение мембранами ЛС с образованием везикул).

Факторы, влияющие на абсорбцию ЛС:

1. характер кинетики препарата;

2. особенности лекарственной формы для приёма внутрь: быстрорастворимые ЛС (например, водные растворы) абсорбируются быстрее, а растворимые (масляные растворы или твёрдые формы) – медленнее;

3. поверхность абсорбции и способ введения;

4. присутствие в ЖКТ ряда других препаратов или пищевых продуктов, влияющих на абсорбцию ЛС;

5. моторика различных отделов ЖКТ;

6. объём и состав пищи;

7. количество принимаемой жидкости;

8. интервал времени между приёмом пищи и препаратов.

1. Лекарственная форма. Определяет скорость высвобождения лекарственного вещества в месте введения.

2. Растворимость в воде. Лекарства, которые вводят в организм в виде таблеток, драже, порошков, других твердых лекарственных форм, или, например, суспензий, аэрозолей порошков, должны раствориться в водной биофазе, прежде чем высвобождающиеся при этом молекулы лекарственных веществ абсорбируются.

Очевидно, что лекарственные вещества, которые вводят в виде водных растворов, абсорбируется быстрее, чем при их введении в виде твердых лекарственных форм, взвесей или растворов в масле. Для плохо растворимых в воде лекарств (как, например, ацетилсалициловая кислота) скорость растворения управляет скоростью абсорбции.

3. Концентрация. И липидная диффузия, и фильтрация зависят от концентрационного градиента. Чем выше концентрация лекарственного вещества в месте абсорбции, тем выше скорость всасывания. Создание высокой концентрации лекарства в месте введения приводит к ускорению абсорбции. Лекарства, вводимые в виде концентрированных растворов, абсорбируются быстрее.

4. Площадь абсорбирующей поверхности. Абсорбция является поверхностным

феноменом и в соответствии с законом Фика, чем большая площадь абсорбирующей поверхности, тем быстрее абсорбция.

5. Кровоснабжение абсорбирующей поверхности. Ток крови удаляет молекулы лекарства с места абсорбции, что способствует поддержанию концентрационного градиента.

6. Путь введения. Каждый имеет свои особенности.

Пероральный. Основным барьером на пути абсорбируемых веществ, является слизистая оболочка, которая состоит из плотно прилегающих друг к другу клеток, что делает ее непроницаемой для нерастворимых в липидах ионизированных молекул лекарств. Неионизирующиеся, растворимые в липидах вещества, такие, как, например, этанол, легко абсорбируются в желудке, так же как и в кишечнике. Лекарства, являющиеся слабыми кислотами (например, салицилаты, барбитураты), находящиеся в желудочном соке преимущественно в неионизированном состоянии, могут абсорбироваться в желудке, в то время как лекарства-слабые основания (например, морфин, хинидин), которые в желудке более ионизированы, абсорбируются, только в 12-перстной кишке. Однако, даже лекарства-кислоты абсорбируются в желудке медленно, потому что слизистая желудка покрыта слизью, а площадь всасывания небольшая. Вследствие этого более быстрая эвакуация содержимого желудка в 12-перстную кишку в целом ускоряет абсорбцию.

На абсорбцию лекарств из ЖКТ влияет присутствие пищи.

Большинство лекарств всасывается лучше, если их принимать на пустой желудок. Пища абсорбирует лекарство, понижая, таким образом, концентрацию его свободных молекул. Некоторые лекарственные вещества образуют плохо абсорбирующиеся комплексы с компонентами пищи (например, тетрациклины с кальцием, присутствующем в молоке, йогурте).

Абсорбция лекарств может быть изменена другими лекарствами, назначаемыми одновременно: вследствие непосредственного взаимодействия между ними, которое приводит к образованию не всасывающихся комплексов (например, тетрациклинов с лекарственными средствами железа или фторхинолонов с антацидами), из-за изменения перистальтики (например, под влиянием антихолинэстеразных средств, опиоидных анальгетиков, веществ с атропиноподобным действием, прокинетиков), или повреждения слизистой, что приводит к развитию синдрома мальабсорбции (метатрексат, неомицин).

Подкожное и внутримышечное введение. При этих способах введения лекарство доставляется непосредственно в межклеточное пространство, окружающее капилляры. Растворимые в липидах вещества легко проникают через эндотелий капилляров. Поры в капиллярах не препятствуют абсорбции даже нерастворимых в липидах веществ и ионизированных молекул. Очень большие молекулы абсорбируются в лимфатические сосуды. Поэтому многие лекарственные вещества, которые не абсорбируются при пероральном приеме, абсорбируются при парентеральном введении. Абсорбция с подкожных депо более медленная, чем с мест внутримышечного введения, но и с того и другого более быстрая, более постоянная и более предсказуемая, чем абсорбция при приеме внутрь. Прикладывание тепла или мышечные упражнения ускоряют абсорбцию из-за увеличения кровотока, в то время как вазоконстрикторы, добавленные к растворам вводимых веществ, наоборот, задерживают абсорбцию.

Местное применение лекарств. Системная абсорбция после местной аппликации лекарства определяется, прежде всего, его растворимостью в липидах. Конъюнктива, слизистая оболочка полости рта, прямой кишки, вагины является проницаемой только для растворимых в липидах неионизированных веществ.

Лишь немногие лекарственные вещества проникают через неповрежденную кожу (нитроглицерин, фентанил, никотин, эстрадиол, тестостерон, кортикостероиды). Абсорбции через кожу способствуют втирание лекарств с маслом, плотное укутывание (увеличивает потоотделение и таким образом гидратацию кожи), повреждение кожи (потертые или ожоговые поверхности).

Всасывание лекарственного вещества – это процесс поступления его из места введения в кровеносное русло, зависящий не только от путей введения, но и от растворимости лекарственного вещества в тканях, скорости кровотока в этих тканях и от места введения. Различают ряд последовательных этапов всасывания лекарственных средств через биологические барьеры:

1. Пассивная диффузия. Таким путем проникают хорошо растворимые в липоидах лекарственные вещества, и скорость их 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. Лекарства проникают через поры, имеющиеся в мембранах, причем 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, перемещающиеся к противоположной стороне мембраны и высвобождающие свое содержимое. Прохождение лекарственных средств через пищеварительный тракт тесно связано с их растворимостью в липидах и ионизацией. Установлено, что при приеме лекарственных веществ внутрь скорость их абсорбции в различных отделах ЖКТ неодинакова. Пройдя через слизистую оболочку желудка и кишечника, вещество поступает в печень, где под действием ферментов печени подвергается значительным изменениям. На процесс всасывания лекарства в желудке и кишечнике оказывает влияние рН. Так, в желудке рН 1–3, что способствует более легкому всасыванию кислот, а повышение в тонкой и толстой кишках рН до 8 – оснований. В то же время в кислой среде желудка некоторые препараты могут разрушаться, например бензилпенициллин. Ферменты ЖКТ инактивируют белки и полипептиды, а соли желчных кислот могут ускорить всасывание лекарств или замедлить, образуя нерастворимые соединения. На скорость всасывания в желудке влияют состав пищи, моторика желудка, интервал времени между едой и приемом препаратов. После введения в кровеносное русло лекарство распределяется по всем тканям организма, при этом важны растворимость его в липидах, качество связи с белками плазмы крови, интенсивность регионарного кровотока и другие факторы. Значительная часть лекарства в первое время после всасывания попадает в органы и ткани, наиболее активно кровоснабжающиеся (сердце, печень, легкие, почки), а мышцы, слизистые оболочки, жировая ткань и кожные покровы насыщаются лекарственными веществами медленно. Водорастворимые препараты, плохо всасывающиеся в пищеварительной системе, вводятся только парентерально (например, стрептомицин). Жирорастворимые препараты (газообразные анестетики) быстро распределяются по всему организму.

Страница 9 из 102

Глава 6
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ФАРМАКОКИНЕТИКИ
Фармакокинетика - один из основных разделов фармакологии, который изучает пути прохождения и изменения лекарственных средств в организме, а также зависимость от этих процессов эффективности и переносимости препаратов. Фармакокинетические исследования позволяют оценить процессы всасывания, распределения, связывания с белками, биотрансформации и выведения из организма лекарственных веществ. Полученные в результате этих исследований данные создают ту качественную и количественную основу, с помощью которой можно прогнозировать степень попадания лекарственного вещества к месту его действия. Эти данные необходимы для научно обоснованного выбора рациональных дозировок, путей и схем применения лекарственных средств для обеспечения наиболее эффективного лечения больных и предупреждения побочных эффектов и передозировок.
Фармакокинетика является относительно новой наукой. Ее развитие стало возможным благодаря разработке и внедрению в практику высокочувствительных методов определения лекарственных веществ в биологических средах - газожидкостной хроматографии, радиоиммунных, ферментно-химических и других методов, а также благодаря разработке методов математического моделирования фармакокинетических процессов. Фармакокинетические исследования обычно проводятся не врачом, а специалистами в области аналитической химии, провизорами, фармацевтами, биологами. Но результаты этих исследований могут быть очень полезны в практической работе врача. На основании данных о фармакокинетике того или иного препарата определяются дозировка, оптимальный путь введения, режим применения и продолжительность назначения препарата.
Фармакокинетические исследования в процессе лечения (мониторное наблюдение или контроль концентрации лекарственного вещества в биожидкостях организма) позволяют своевременно корректировать применение лекарственного средства. Естественно, что врач не может знать всех параметров (период полужизни, объем распределенная, связывание с белками, метаболизм и т. д.), характеризующих фармакокинетику употребляемых в медицинской практике препаратов. Но знание основных принципов фармакокинетики, умение ими пользоваться на практике являются ценным подспорьем для врача, особенно в случаях, когда неясны причины неэффективности лечения или плохой переносимости больным препарата, когда препарат назначается при заболеваниях органов метаболизма (печень) и выделения (почки), когда больной одновременно принимает несколько лекарственных средств, а также когда необходимо проверить, правильно ли применяется лекарственный препарат.
Некоторые препараты, особенно имеющие небольшую широту терапевтического действия, должны применяться при обязательном контроле их концентрации в плазме крови.
Фармакокинетические исследования имеют особую ценность при разработке новых препаратов, их лекарственных форм, а также при экспериментальных и клинических испытаниях новых лекарственных средств.
ВСАСЫВАНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
Термином «всасывание» обозначается процесс поступления лекарственного вещества из места введения в кровь. Этот процесс определяется в основном такими факторами, как путь введения, растворимость лекарственного средства в тканях в месте его введения и кровоток в этих тканях. Естественно, что при внутрисосудистых введениях (внутривенно, внутриартериально) о всасывании говорить не приходится - лекарственное вещество сразу и полностью попадает в кровоток.
Различные пути введения имеют свои особенности, преимущества и недостатки.
Прохождение большинства лекарственных препаратов через слизистую пищеварительного тракта определяется их растворимостью в липидах и ионизацией. Некоторые лекарственные средства всасываются путем активного транспорта. При приеме лекарственных веществ внутрь скорость их абсорбции изменяется в различных отделах желудочно-кишечного тракта (рис. 1, схема 1).
При приеме внутрь лекарственное средство должно пройти не только через стенку желудка и/или кишечника, но также через печень. При этом некоторые лекарственные вещества под влиянием ферментов печени подвергаются значительным превращениям («эффект первичного прохождения»). Именно поэтому, а не вследствие плохой абсорбции дозы некоторых препаратов (пропранолол, аминазин, опиаты) при их приеме внутрь должны быть значительно больше, чем при внутривенном введении для достижения одинакового эффекта.

Рис. 1. Основные механизмы абсорбции лекарственных веществ:
О - молекула лекарственного вещества (ЛВ); - направление движения молекул ЛВ
Биотрансформацию вещества при «первичном прохождении» через печень в процессе всасывания называют пресистемным метаболизмом. Интенсивность пресистемного метаболизма зависит от скорости тока крови в печени. Для оценки пресистемного метаболизма при первичном прохождении вещества через печень используют формулу

Где ф - часть принятой внутрь дозы, которая достигает общего кровотока; С10бщ - общий клиренс препарата; V - скорость печеночного кровотока.
На процесс всасывания лекарств в желудке и кишечнике оказывает влияние pH, который в желудке равен 1-3, в двенадцатиперстной кишке 5-6, а в тонкой и толстой кишках - около 8. Из этого следует, что лекарства-кислоты легче всасываются в желудке, а основания - в тонкой или толстой кишке. Кислая среда желудка может разрушать некоторые лекарства, в частности бензил пенициллин.
Схема 1
Основные пути всасывания, распределения, биотрансформации и выведения лекарственных веществ (Л В)

Другим субстратом, действующим на лекарство, являются ферменты желудочно-кишечного тракта, которые способны инактивировать ряд
белковых и полипептидных веществ (кортикотропин, вазопрессин, инсулин и т. д.), а также некоторые гормоны (прогестерон, тестостерон, альдостерона Соли желчных кислот, в свою очередь, могут ускорить всасывание лекарств или замедлить его при образовании нерастворимых соединений.
Моторика желудочно-кишечного тракта - также один из факторов, лимитирующих скорость и полноту всасывания лекарств.
На всасывание лекарств влияют объем и состав пищи, интервал времени между едой и приемом лекарств. Следует учитывать и стимулирующее действие пищи на секрецию желудочного сока и соляной кислоты. Молоко, соли железа, высокое содержание углеводов, белка и жира в пище нарушают всасывание тетрациклинов, ампициллина и амоксициллина.
Объем жидкости, принимаемой вместе с лекарствами, может привести как к ускорению всасывания, так и к его замедлению. Суммируя эффекты, связанные с приемом пищи, следует выделить уменьшение или увеличение биодоступности лекарств и замедление всасываемости без изменения их биодоступности.
Влияние приема пищи на всасывание некоторых лекарственных средств из желудочно-кишечного тракта

Пассивная диффузия. Пассивная диффузия всегда происходит в направлении от более высокой к более низкой концентрации ЛС и продолжается до выравнивания этой концентрации по обе сто­роны клеточной мембраны.

Процесс пассивной диффузии проте­кает без затраты энергии и может проходить в обоих направлени­ях, т.е. как внутрь клетки через клеточную мембрану, так и из нее.

Пассивная диффузия ЛС может осуществляться как через фос­фолипидный бислой клеточной мембраны, так и через ее поры (рис. 2.1). Через фосфолипидный бислой клеточной мембраны легко проникают липофильные (жирорастворимые) ЛС. Скорость пас­сивной диффузии липофильных ЛС не зависит от размеров их мо­лекул, а полностью определяется степенью их жирорастворимо­сти, и чем она выше, тем легче эти ЛС проникают через мембрану.

Рис. 2.1. Виды транспорта лекарственных средств через биологические клеточные мембраны (пояснение в тексте)

Не растворимые в жирах ЛС, т.е. гидрофильные, практически не растворяются в жирах и. следовательно, плохо или вообще не проникают через липидный бислой мембран. Это обусловлено тем, что молекулы гидрофильных ЛС полярны (несут отрицательный или положительный заряд), т.е. полностью ионизированы. В том случае, когда такое полярное (ионизированное) соединение подходит к наружной границе липидного бислоя, которая представ­ляет собой также полярные, т.е. заряженные, головки фосфоли­пидов, происходит электростатическое взаимодействие между молекулами ЛС и головками фосфолипидов. Если, например, эти молекулы имеют одинаковый электрический заряд, согласно за­конам электростатики они отталкиваются друг от друга.

Таким образом, гидрофильные (син.: водорастворимые, поляр­ные, ионизированные) ЛС путем массивной диффузии могут про­никать через клеточную мембрану только сквозь ее поры. Так как размер пор очень мал (не более 0,4 нм), то посредством этого механизма через клеточную мембрану могут проникать только мелкие гидрофильные молекулы. Следовательно, скорость пассив­ной диффузии гидрофильных ЛС обратно пропорциональна их мо­лекулярной массе.

Определенный вклад в проникновение гидрофильных ЛС через поры клеточных мембран вносит скорость прохождения через них потока (конвекции) воды. В специальной медицинской литерату­ре прохождение ЛС через поры клеточных мембран в некоторых случаях называют конвекционным транспортом ЛС.

Подавляющее большинство применяемых в клинической прак­тике ЛС являются либо слабыми кислотами, либо слабыми осно­ваниями (щелочами), т.е. относятся к неполярным или неиони­зированным соединениям, поэтому легко проникают через ли­пидный бислой мембран по градиенту концентрации. В настоящее время пассивную диффузию рассматривают как основной меха­низм, благодаря которому ЛС проникают через биологические мембраны.

Облегченная диффузия. Под облегченной диффузией понима­ют транспорт ЛС через клеточную мембрану по градиенту кон­центрации с помощью специализированных переносчиков (см. рис. 2.1). При этом скорость передвижения ЛС по градиенту кон­центрации выше, чем при пассивной диффузии. Посредством об­легченной диффузии через клеточные мембраны проникают ви­тамины, глюкоза, аминокислоты.

Так, например, путем облегченной диффузии преодолевает клеточ­ные мембраны витамин В 12 (цианокоболамин). В его транспортировке принимает участие специализированный транспортный белок - гастро­мукопротеид, который синтезируется в слизистой оболочке желудка и получил название «внутреннего фактора Кастла» (см. Т. 2, с. 153). В тех случаях, когда выработка внутреннего фактора Кастла в слизистой обо­лочке желудка по каким-либо причинам недостаточна, резко нарушает­ся процесс всасывания цианокоболамина и развивается В и -дефицитная пернициозная анемия (болезнь Бирмера).

Активный транспорт.

Под активным транспортом понимают перенос ЛС через клеточную мембрану против градиента концентрации. Этот вид транспорта всегда сопряжен с существенной зат­ратой энергии (см. рис. 2.1). Посредством активного транспорта через клеточные мембраны проникают витамины группы В, сте­роидные гормоны из группы кортикостероидов и другие биологи­чески активные вещества, которые, как правило, являются гид­рофобными полярными соединениями.

Лекарственные вещества, проникающие через клеточную мемб­рану посредством активного транспорта, могут преодолевать зна­чительные концентрационные градиенты.

Так, например, при транспорте ионов йода (I) в фолликулы щито­видной железы из плазмы крови градиент концентрации, против кото­рою осуществляется транспорт, составляет от 50 (в плазме крови) до 500 (в фолликулах щитовидной железы).

Пиноцитоз. Под пиноцитозом (от греч. ріпо - пить, поглощать н cytus - клетка, вместилище) - активным поглощением клет­кой вещества из окружающей среды с помощью вакуолей - по­нимают способ перемещения ЛС через клеточные мембраны, ко­торый осуществляется путем выпячивания (инвагинации) поверх­ности биологической мембраны с последующим образованием вокруг транспортируемой молекулы ЛС специальной вакуоли, которая мигрирует сквозь толщу мембраны, а затем высвобождает содержание вакуоли в цитоплазму (см. рис. 2.1). Таким способом через клеточную мембрану транспортируются макромолекулы (бел­ки, жирорастворимые витамины и т.д.).

После того, как ЛС абсорбировалось (всосалось) с места вве­дения, оно попадает в системный кровоток и оттуда - в органы или ткани-мишени. В системный кровоток попадает не все коли­чество ЛС, а лишь какая-то его часть, что обусловлено различ­ными факторами. Например, при энтеральном способе введения часть введенной дозы ЛС может инактивироваться вследствие вза­имодействия с желудочным соком, пищеварительными фермен­тами, флорой кишечника и т.д., а при парентеральном способе введения (кроме внутривенного и внутриартериального) потеря части введенной дозы ЛС может быть следствием его взаимодей­ствия с биологически активными веществами тканевой жидкости (например при подкожном и внутримышечном введении) или полостей тела (например при внутрибрюшинном или внутриплев­ральном введении) и т.д. Поэтому для оценки количества ЛС, в неизменном виде достигающего сосудистого русла, введен тер­мин биодоступность (биоусвояемость).

Под термином «биодоступность» понимают часть дозы ЛС, вы­раженную в процентах, поступившую в системный кровоток пос­ле внесосудистого введения. При сосудистых способах введения (внутривенно, внутриартериально) биодоступность составляет 100%.

На биодоступность ЛС при приеме per os влияют не только по­тери его на этапе «Ж КТ-сосудистое русло», но и его потеря при прохождении через печень. Всосавшись из кишечника в кровь. ЛС попадает в систему воротной вены печени и далее в печень. Так как печень является основным дезинтоксикационным органом, а ЛС - ксенобиотиком (от греч. xenos - чужой, bios - жизнь) чужеродным веществом, то при прохождении через печень оно частично инактивируется, т.е. теряет свою фармакологическую активность. Кроме того, определенная часть принятой дозы ЛС экскретируется (выделяется) с желчью. Потеря при всасывании в ки­шечнике и первом прохождении ЛС через печень носит название «потеря», или «элиминация, первого прохождения», а процесс называют пресистемной (первого прохождения) элиминацией.

В той или иной мере пресистемная элиминация влияет на био­усвояемость ЛС.

Например, морфин очень хорошо всасывается в тонком кишечнике (до 99% принятой дозы). Однако при первом прохождении через печень теряется до 67 % всосавшегося из кишечника в систему воротной вены количества препарата, т.е. биодоступность морфина при приеме per os составляет не более 32 %.