Абсорбция (фармакология)

Абсорбция – это путь лекарственного средства от места введения до места действия. ^[1]^[2]

Лекарственное средство поступает в организм через определенный путь введения ( перорально , местно-дермально и т. д.) в выбранной лекарственной форме (например, таблетки , капсулы или раствор ). ^[3] Всасывание другими путями, такими как внутривенная терапия , внутримышечная инъекция , энтеральное питание , еще более простое, и всасывание менее вариабельно, а биодоступность часто близка к 100%. Внутрисосудистое введение не подразумевает всасывания, и потери лекарственного средства не происходит. ^[4] Самый быстрый путь всасывания — ингаляция . ^[5]

Всасывание является основным фокусом в разработке лекарств и медицинской химии , поскольку лекарство должно быть всосано, прежде чем могут возникнуть какие-либо лечебные эффекты. Более того, фармакокинетический профиль лекарства можно легко и значительно изменить, регулируя факторы, которые влияют на всасывание.

Растворение

Пероральный прием является наиболее распространенным способом введения фармацевтических препаратов. ^[6] Проходя через пищевод в желудок , содержимое капсулы или таблетки всасывается желудочно-кишечным трактом . Всосавшийся фармацевтический препарат затем проходит через печень и почки . ^[7]

Скорость растворения является ключевой целью для контроля продолжительности действия препарата, и, как таковая, могут быть доступны несколько лекарственных форм, которые содержат один и тот же активный ингредиент, отличающиеся только скоростью растворения. Если препарат поставляется в форме, которая не растворяется легко, он может высвобождаться постепенно и действовать дольше. Наличие более длительной продолжительности действия может улучшить соблюдение , поскольку лекарство не придется принимать так часто. Кроме того, лекарственные формы с медленным высвобождением могут поддерживать концентрации в приемлемом терапевтическом диапазоне в течение более длительного периода, тогда как лекарственные формы с быстрым высвобождением могут иметь более резкие пики и спады в концентрации в сыворотке. ^[8]

Скорость растворения описывается уравнением Нойеса-Уитни, как показано ниже:

{\frac {dW}{dt}}={\frac {DA(C_{s}-C)}{L}}

Где:

${\frac {dW}{dt}}$ это скорость растворения.
A — площадь поверхности твердого тела.
C — концентрация твердого вещества в объемной среде растворения.
$C_{s}$ — концентрация твердого вещества в диффузионном слое, окружающем твердое вещество.
D — коэффициент диффузии .
L — толщина диффузионного слоя .

Как можно заключить из уравнения Нойеса-Уитни, скорость растворения может быть изменена в первую очередь путем изменения площади поверхности твердого тела путем изменения размера частиц (например, с помощью микронизации ). Для многих лекарств уменьшение размера частиц снижает дозу, необходимую для достижения того же терапевтического эффекта. Уменьшение размера частиц увеличивает удельную площадь поверхности и скорость растворения и не влияет на растворимость.

Скорость растворения также может быть изменена путем выбора подходящего полиморфа соединения. Различные полиморфы имеют разные характеристики растворимости и скорости растворения. В частности, кристаллические формы растворяются медленнее, чем аморфные, поскольку им требуется больше энергии, чтобы покинуть решетку во время растворения. Самый стабильный кристаллический полиморф имеет самую низкую скорость растворения. Растворение также различается между безводными и водными формами препарата. Безводные формы часто растворяются быстрее, но иногда менее растворимы.

Этерификация также используется для контроля растворимости. Например, стеаратные и эстолатные эфиры лекарств имеют пониженную растворимость в желудочном соке . Позднее эстеразы в стенке желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и крови гидролизуют эти эфиры, чтобы высвободить исходное лекарство.

Покрытия на таблетках или гранулах могут выступать в качестве барьеров для снижения скорости растворения. Покрытия также могут использоваться для контроля того, где происходит растворение. Например, энтеросолюбильные покрытия растворяются только в основной среде кишечника .

Лекарственные средства, содержащиеся в растворе, не требуют растворения перед всасыванием.

Жирорастворимые препараты всасываются быстрее, чем водорастворимые. ^[9]

Ионизация

Желудочно -кишечный тракт выстлан эпителиальными клетками . Лекарства должны проходить через эти клетки или проникать через них, чтобы всосаться в кровоток . Клеточные мембраны могут выступать в качестве барьеров для некоторых лекарств. По сути, они представляют собой липидные бислои , которые образуют полупроницаемые мембраны . Чистые липидные бислои, как правило, проницаемы только для небольших незаряженных растворенных веществ. Следовательно, ионизирована молекула или нет , повлияет на ее всасывание, поскольку ионные молекулы заряжены. Растворимость благоприятствует заряженным видам, а проницаемость благоприятствует нейтральным видам. Некоторые молекулы имеют специальные обменные белки и каналы для облегчения перемещения из просвета в кровоток. ^{[ неопределенно ]}

Ионы не могут пассивно диффундировать через желудочно-кишечный тракт, поскольку мембрана эпителиальных клеток состоит из фосфолипидного бислоя , включающего два слоя фосфолипидов, в которых заряженные гидрофильные головки обращены наружу, а незаряженные гидрофобные цепи жирных кислот находятся в середине слоя. Цепи жирных кислот отталкивают ионизированные заряженные молекулы. Это означает, что ионизированные молекулы не могут пройти через кишечную мембрану и всосаться.

Уравнение Хендерсона-Хассельбаха предлагает способ определения доли вещества, которое ионизировано при данном pH. В желудке лекарства, которые являются слабыми кислотами (например, аспирин ), будут присутствовать в основном в своей неионной форме, а слабые основания будут в своей ионной форме. Поскольку неионные виды легче диффундируют через клеточные мембраны , слабые кислоты будут иметь более высокую абсорбцию в сильно кислом желудке .

Однако в щелочной среде кишечника все наоборот — слабые основания (например, кофеин ) будут диффундировать легче, поскольку они неионные.

Этот аспект абсорбции был направлен на химиков-медиков. Например, они могут выбрать аналог , который с большей вероятностью будет находиться в неионной форме. Кроме того, химики могут разрабатывать пролекарства соединения — эти химические варианты могут легче абсорбироваться и затем метаболизироваться организмом в активное соединение. Однако изменение структуры молекулы менее предсказуемо, чем изменение свойств растворения, поскольку изменения в химической структуре могут влиять на фармакодинамические свойства препарата.

Растворимость и проницаемость потенциального лекарственного препарата являются важными физико-химическими свойствами, которые ученый хочет узнать как можно раньше. ^[10]

Другие факторы

Поглощение также зависит от биоактивности, резонанса, индуктивного эффекта, изостеризма, биоизостеризма и рассмотрения, среди прочего.

Типы

Типы абсорбции в фармакокинетике включают следующие: ^[11]

Мгновенное всасывание: всасывание происходит практически мгновенно. Распространенным примером является внутривенная инъекция болюса .
Абсорбция нулевого порядка: скорость абсорбции постоянна. Типичным примером является непрерывная внутривенная инфузия .
Абсорбция первого порядка: скорость абсорбции пропорциональна количеству препарата, оставшегося для абсорбции. Характерные примеры включают типичные случаи перорального приема , подкожной инъекции и внутримышечной инъекции .

Смотрите также

Ссылки

^ Alsanosi, Safaa Mohammed M.; Skiffington, Craig; Padmanabhan, Sandosh (2014). «Фармакокинетическая фармакогеномика». Справочник по фармакогеномике и стратифицированной медицине . Elsevier. стр. 341–364. doi :10.1016/b978-0-12-386882-4.00017-7. ISBN 978-0-12-386882-4.
^ Yang, Y.; Zhao, Y.; Yu, A.; Sun, D.; Yu, LX (2017). «Всасывание пероральных лекарств». Разработка твердых пероральных лекарственных форм . Elsevier. стр. 331–354. doi :10.1016/b978-0-12-802447-8.00012-1. ISBN 978-0-12-802447-8.
^ LE.JENNIFER (2020-03-27). "Всасывание лекарств - Клиническая фармакология". MSD Manual Professional Edition . Получено 2020-03-28 .
^ Kaplan Pharmacology 2010, стр. 6, Абсорбция
^ Kaplan Pharmacology 2010, Видеолекции, Глава «Абсорбция»
^ Симидзу, Шинья. «Способы введения» (PDF) . Лабораторная мышь . 1 : 527–543.
^ Джин, Ким; Орландо, Иисус. «Способы введения лекарств». StatPearls Publishing . 1 : 121–141.
^ Эрмер, Джеймс (2007). «Биодоступность тройных шариков смешанных солей амфетамина по сравнению со стратегией увеличения дозы смешанных солей амфетамина с пролонгированным высвобождением и смешанных солей амфетамина с немедленным высвобождением». Current Medical Research and Opinion . 23 (5): 1067–1075. doi :10.1185/030079907x182095. PMID 17519073. S2CID 22893348.
^ Мэр, Сьюзен (2017). «Фармакокинетика: оптимизация безопасного и эффективного назначения лекарств». Prescriber . 28 (3): 45–48. doi : 10.1002/psb.1551 . S2CID 79073985.
^ Куратоло, Уильям (1 декабря 1998 г.). «Физико-химические свойства пероральных препаратов-кандидатов в условиях открытия и разведывательной разработки». Pharmaceutical Science & Technology Today . 1 (9). Elsevier: 387–393. doi :10.1016/S1461-5347(98)00097-2 . Получено 21 июля 2021 г.
^ Майлз Хакер; Уильям С. Мессер; Кеннет А. Бахманн (19 июня 2009 г.). Фармакология: принципы и практика. Academic Press. стр. 212–. ISBN 978-0-08-091922-5.

Дальнейшее чтение

Авдиф, Алекс (2003). Усвоение и разработка лекарств . Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Interscience/J. Wiley. ISBN 0-471-42365-3.

Внешние ссылки

Всасывание лекарств