Абсорбция (фармакология)

Перемещение лекарства в кровь или лимфу.

Абсорбция – это путь лекарственного средства от места введения к месту действия. ^{[1] [2]}

Лекарственное средство применяется каким-либо путем введения ( перорально , местно-дермально и т. д.) в выбранной лекарственной форме (например, таблетки , капсулы или раствор ). ^[3] Абсорбция некоторыми другими путями, такими как внутривенная терапия , внутримышечные инъекции , энтеральное питание , еще более проста, вариабельность абсорбции меньше, а биодоступность часто близка к 100%. Внутрисосудистое введение не предполагает абсорбции и потери препарата не происходит. ^[4] Самый быстрый путь абсорбции – ингаляционный . ^[5]

Абсорбция является основным направлением разработки лекарств и медицинской химии , поскольку лекарство должно абсорбироваться, прежде чем сможет проявиться какой-либо лечебный эффект. Более того, фармакокинетический профиль препарата можно легко и существенно изменить путем корректировки факторов, влияющих на всасывание.

Растворение

Пероральный прием является наиболее распространенным путем введения фармацевтических препаратов. ^[6] Пройдя через пищевод в желудок , содержимое капсулы или таблетки всасывается в желудочно-кишечном тракте . Абсорбированный фармацевтический препарат затем проходит через печень и почки . ^[7]

Скорость растворения является ключевой целью для контроля продолжительности действия лекарства, поэтому может быть доступно несколько лекарственных форм, содержащих один и тот же активный ингредиент, отличающихся только скоростью растворения. Если лекарство поставляется в форме, которую трудно растворить, оно может высвобождаться постепенно и действовать дольше. Более длительная продолжительность действия может улучшить соблюдение режима лечения , поскольку лекарство придется принимать не 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 минимумы концентрации в сыворотке. ^[8]

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

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

Где:

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

Как можно заключить из уравнения Нойеса-Уитни, скорость растворения можно изменить, прежде всего, за счет изменения площади поверхности твердого вещества за счет 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 поверхность и скорость растворения и не влияет на растворимость.

Скорость растворения также можно изменить, выбрав подходящую полиморфную модификацию соединения. Различные полиморфы имеют разные характеристики растворимости и скорости растворения. В частности, кристаллические формы растворяются медленнее, чем аморфные формы, 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 лекарственного средства. 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 желудочной жидкости . Позже эстеразы в стенке желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и крови гидролизуют эти эфиры с высвобождением исходного препарата.

Покрытия на таблетке или пеллете могут выступать в качестве барьера для снижения скорости растворения. Покрытия также можно использовать для контроля места растворения. Например, кишечнорастворимые оболочки растворяются только в основной среде кишечника .

Лекарственные средства, содержащиеся в растворе, не обязательно растворять перед всасыванием.

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

Ионизация

Желудочно -кишечный тракт выстлан эпителиальными клетками . Лекарства должны пройти через эти клетки или проникнуть в них, чтобы впитаться в кровоток . Клеточные мембраны могут выступать в качестве барьера для некоторых лекарств. По сути, это липидные бислои , образующие полупроницаемые мембраны . Чистые липидные бислои обычно проницаемы только для небольших незаряженных растворенных веществ. Следовательно, ионизация молекулы или нет повлияет на ее поглощение, поскольку ионные молекулы заряжены. Растворимость благоприятствует заряженным частицам, а проницаемость – нейтральным. Некоторые молекулы имеют специальные обменные белки и каналы, облегчающие движение из просвета в кровообращение. ^{[ нечеткий ]}

Ионы не могут пассивно диффундировать через желудочно-кишечный тракт, поскольку мембрана эпителиальных клеток состоит из фосфолипидного бислоя , состоящего из двух слоев 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 всасываться.

Уравнение Хендерсона-Хассельбаха позволяет определить долю вещества, которое ионизируется при заданном pH. В желудке препараты, являющиеся слабыми кислотами (например, аспирин ), будут присутствовать преимущественно в неионной форме, а слабые основания – в ионной форме. Поскольку неионные соединения легче диффундируют через клеточные мембраны , слабые кислоты будут лучше всасываться в сильно кислом желудке .

Однако в основной среде кишечника верно обратное : слабые основания (такие как кофеин ) будут диффундировать легче, поскольку они неионогенны.

Этот аспект абсорбции был объектом внимания химиков-медиков. Например, они могут выбрать аналог , который, скорее всего, находится в неионной форме. Кроме того, химики могут разработать пролекарства соединения — эти химические варианты могут легче усваиваться, а затем метаболизироваться в организме в активное соединение. Однако изменение структуры молекулы менее предсказуемо, чем изменение свойств растворения, поскольку изменения химической структуры могут повлиять на фармакодинамические свойства лекарственного средства.

Растворимость и проницаемость потенциального лекарства — важные физико-химические свойства, которые ученый хочет узнать как можно раньше. ^[10]

Другие факторы

Поглощение также варьируется в зависимости от биоактивности, резонанса, индуктивного эффекта, изостеризма, биоизостеризма и других факторов.

Типы

Типы абсорбции по фармакокинетике включают следующие: ^[11]

• Мгновенная абсорбция: абсорбция происходит практически мгновенно. Типичным примером является болюсная внутривенная инъекция .
• Поглощение нулевого порядка: скорость поглощения постоянна. Типичным примером является непрерывная внутривенная инфузия .
• Абсорбция первого порядка: скорость абсорбции пропорциональна количеству препарата, оставшемуся всасываться. Репрезентативные примеры включают типичные случаи перорального введения , подкожной инъекции и внутримышечной инъекции .

Смотрите также

• Время желудочно-кишечного транзита
• Кинетика флип-флоп

Рекомендации

1. Алсаноси, Сафаа Мохаммед М.; Скиффингтон, Крейг; Падманабхан, Сандош (2014). «Фармакокинетическая фармакогеномика». Справочник по фармакогеномике и стратифицированной медицине . Эльзевир. стр. 341–364. дои : 10.1016/b978-0-12-386882-4.00017-7. ISBN 978-0-12-386882-4.
2. Ян, Ю.; Чжао, Ю.; Ю, А.; Сан, Д.; Ю, ЛХ (2017). «Пероральное всасывание лекарств». Разработка твердых лекарственных форм для перорального применения . Эльзевир. стр. 331–354. дои : 10.1016/b978-0-12-802447-8.00012-1. ISBN 978-0-12-802447-8.
3. ЛЕ.ДЖЕННИФЕР (27 марта 2020 г.). «Абсорбция лекарств – клиническая фармакология». Руководство MSD Профессиональная версия . Проверено 28 марта 2020 г.
4. Kaplan Pharmacology 2010, стр. 6, Абсорбция.
5. Kaplan Pharmacology 2010, Видеолекции, глава «Абсорбция».
6. Симидзу, Шинья. «Пути введения» (PDF) . Лабораторная мышь . 1 : 527–543.
7. Джин, Ким; Орландо, Господи. «Пути применения лекарственных средств». Издательство StatPearls . 1 : 121–141.
8. Эрмер, Джеймс (2007). «Биодоступность смешанных солей амфетамина с тремя шариками по сравнению со стратегией увеличения дозы смешанных солей амфетамина с пролонгированным высвобождением и смешанных солей амфетамина с немедленным высвобождением». Текущие медицинские исследования и мнения . 23 (5): 1067–1075. дои : 10.1185/030079907x182095. PMID  17519073. S2CID  22893348.
9. Мэр Сьюзен (2017). «Фармакокинетика: оптимизация безопасного и эффективного назначения». Рецептор . 28 (3): 45–48. дои : 10.1002/psb.1551 . S2CID  79073985.
10. Куратоло, Уильям (1 декабря 1998 г.). «Физико-химические свойства кандидатов на пероральные препараты в условиях открытия и исследовательской разработки». Фармацевтическая наука и технологии сегодня . 1 (9). Эльзевир: 387–393. дои : 10.1016/S1461-5347(98)00097-2 . Проверено 21 июля 2021 г.
11. Майлз Хакер; Уильям С. Мессер; Кеннет А. Бахманн (19 июня 2009 г.). Фармакология: принципы и практика. Академическая пресса. стр. 212–. ISBN 978-0-08-091922-5.

дальнейшее чтение

• Авдеев, Алекс (2003). Абсорбция и разработка лекарств . Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Interscience/J. Уайли. ISBN 0-471-42365-3.

Внешние ссылки

• Поглощение лекарств