Всасывание. Проблемы ионизации и липофильности биологически активных соединений

Тема: Всасывание. Проблемы ионизации и липофильности биологически активных соединений

Теоретическая часть

Всасывание (Absorption) - это 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.

Скорость и полнота всасывания характеризуют биодоступность лекарства, определяют время наступления действия и его силу. При внутривенном и внутриартериальном введении лекарственное вещество попадает в кровоток сразу и полностью, и его биодоступность составляет 100%.

ЛС, принятые перорально, подвергаются всасыванию, проходя через слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта, что определяется их растворимостью в липидах и степенью ионизации.

Транспорт веществ через мембрану в клетку может быть пассивным и активным. При пассивном транспорте вода, ионы, некоторые низкомолекулярные соединения из-за разности концентраций свободно перемещаются и выравнивают концентрацию вещества внутри и вне клетки.

В пассивном переносе основную роль играют такие физические процессы, как диффузия, осмос и фильтрация.

Диффузия связана с тепловым движением молекул и является самопроизвольным перемещением молекул и ионов из области более высокой в область более низкой концентрации. В живом организме диффузия молекул происходит, как правило, в водном растворе. Мембрана клетки является проницаемой для одних веществ и непроницаемой для других. Если клеточная мембрана проницаема для молекул растворенного вещества, она не препятствует диффузии (рисунок 2.1А).

Осмос – особый вид диффузии воды через полупроницаемую мембрану в область более высокой концентрации растворенного вещества (рисунок 2.1Б). В результате такого движения внутри клетки создается значительное давление, которое называют осмотическим. Это давление может даже разрушить клетку. Всасывание лекарства при этом происходит за счет того, что молекула как бы продавливается через оболочку мембраны.

В зависимости от соотношения концентрации среды и клеточного содержимого различают гипотонические, изотонические, гипертонические среды. В результате применения гипотонической среды, вода будет поступать в клетку, что приведет к набуханию клетки и разрыву мембраны. Применение изотонических растворов не приведет ни к каким  изменениям потому, что при равной концентрации раствора внутри и снаружи клетки вода движется одинаково в обоих направлениях. Если  среда гипертоническая, когда концентрация растворенных в ней веществ выше, чем в клетке, то клетка в такой среде начинает терять воду, съеживается и может гибнет.

Все эти особенности осмоса приходится учитывать при введении лекарственных веществ. Как правило, лекарства, предназначенные для инъекций, приготавливаются на изотоническом растворе. Это предотвращает набухание или сморщивание клеток крови при введении лекарства. Капли в нос также готовят на изотоническом растворе, чтобы избежать набухания или обезвоживания клеток слизистой оболочки носа. Осмосом объясняются и некоторые эффекты лекарств, например, слабительное действие магния сульфата и других солевых слабительных. Дело в том, что в просвете кишечника они образуют гипертоническую среду. Вода под влиянием осмоса выходит из клеток кишечного эпителия, межклеточного пространства и крови в просвет кишечника, растягивает стенки кишечника, разжижает его содержимое и ускоряет опорожнение.

Фильтрация - это движение молекул воды и растворенных в ней веществ через клеточную мембрану в направлении, противоположном действию осмотического давления (рисунок 2.1В). Фильтрация осуществляется через поры клеточных мембран. Этот механизм пассивного всасывания идет без затраты энергии и осуществляется по градиенту концентрации. Характерен для гидрофильных веществ (например, атенолол, лизиноприл и др.), а также ионизированных соединений.

Активный транспорт (перенос с затратами энергии) осуществляется с участием специфических транспортных систем клеточных мембран. В отличие от пассивной диффузии и фильтрации активный транспорт осуществляться против градиента концентрации, поэтому требует затраты энергии. В данном случае несколько веществ могут конкурировать за один и тот же транспортный механизм. Способы активного транспорта обладают высокой специфичностью, поскольку сформировались в процессе длительной эволюции организма для обеспечения его физиологических потребностей. Именно эти механизмы являются основными для осуществления доставки в клетки питательных веществ  и выведения продуктов обмена (рисунок 2.1Г). Например, поглощение глюкозы может идти вопреки уровню ее концентрации, йод захватывается клетками щитовидной железы, хотя его содержание в них в сотни раз выше, чем в крови, мышечная ткань накапливает ионы калия и выталкивает ионы натрия (при этом концентрация последних снаружи всегда выше, чем внутри). Эти процессы требуют больших затрат энергии. Примерно половина общих энергетических ресурсов клетки расходуется на нужды активного переноса. Активный транспорт осуществляется посредством специальных белков-переносчиков за счет расщепления аденозинтрифосфорной кислоты.