Различия в продолжительности действия β-адреноблокаторов с невысоким индексом селективности зависят от особенностей химического строения, липофильности и путей элиминации. Выделяют гидрофильные, липофильные и амфофильные препараты.
Липофильные препараты, как правило, метаболизируются в печени и имеют сравнительно короткий период полуэлиминации (Т1/2). Липофильность сочетается с печеночным путем элиминации. Липофильные препараты быстро и полностью (более 90%) всасываются в желудочно-кишечном тракте, их метаболизм в печени составляет 80-100%, биодоступность большинства липофильных β-блокаторов (пропранолол, метопролол, алпренолол и др.) в связи с эффектом «первого прохождения» через печень составляет немногим больше 10-40% (табл. 5.4).
Состояние печеночного кровотока влияет на скорость метаболизма, на величины разовых доз и кратность приема препаратов. Это необходимо учитывать при лечении пожилых пациентов, больных с сердечной недостаточностью, при циррозе печени. При тяжелой печеночной недостаточности скорость элиминации снижается про-
Таблица 5.4
Фармакокинетические параметры липофильных β-адреноблокаторов
Порционально снижению функции печени. Липофильные препараты при длительном применении могут сами уменьшать печеночный кровоток, замедлять свой собственный метаболизм и метаболизм других липофильных препаратов. Этим объясняется увеличение периода полуэлиминации и возможность уменьшения разовой (суточной) дозы и кратности приема липофильных препаратов, нарастание эффекта, угрозы передозировки.
Существенно влияние уровня микросомального окисления на метаболизм липофильных препаратов. Препараты, индуцирующие микросомальное окисление липофильных β-блокаторов (злостное курение, алкоголь, рифампицин, барбитураты, дифенин), значительно ускоряют их элиминацию, снижают выраженность эффекта. Противоположное влияние оказывают лекарственные препараты, замедляющие печеночный кровоток, уменьшающие скорость микросомального окисления в гепатоцитах (циметидин, хлорпромазин).
Среди липофильных β-адреноблокаторов применение бетаксолола не требует коррекции дозы при печеночной недостаточности, однако при применении бетаксолола требуется коррекция доз препарата при тяжелой почечной недостаточности и проведении диализа. Коррекция дозы метопролола проводится при тяжелых нарушениях функции печени.
Липофильность β-блокаторов способствует их проникновению через гемато-энцефаличекий, гистеро-плацентарный барьеры в камеры глаза.
Гидрофильные препараты выводятся преимущественно почками в неизмененном виде и имеют более продолжительный Гидрофильные препараты не полностью (30-70%) и неравномерно (0-20%) всасываются в желудочно-кишечном тракте, экскретируются почками на 40-70% в неизмененном виде либо в виде метаболитов, имеют больший период полувыведения (6-24 ч), чем липофильные β-блокаторы (табл. 5.5).
Сниженная скорость клубочковой фильтрации (у пожилых больных, при хронической почечной недостаточности) уменьшает скорость экскреции гидрофильных препаратов, что требует уменьшения дозы и кратности приема. Ориентироваться можно по сывороточной концентрации креатинина, уровень которой повышается при снижении скорости клубочковой фильтрации ниже 50 мл/мин. В этом случае кратность назначения гидрофильного β-блокатора должна быть через день. Из гидрофильных β-блокаторов пенбуталол не требует
Таблица 5.5
Фармакокинетические параметры гидрофильных β-адреноблокаторов
Таблица 5.6
Фармакокинетические параметры амфофильных β-адреноблокаторов
коррекции дозы при нарушении функции почек. Надолол не снижает почечный кровоток и скорость клубочковой фильтрации, оказывая вазодилатируюий эффект на почечные сосуды.
Влияние уровня микросомального окисления на метаболизм гидрофильных β-блокаторов несущественно.
β-блокаторы сверхкороткого действия разрушаются эстеразами крови и используются исключительно для внутривенных инфузий. β-блокаторы, разрушающиеся эстеразами крови, имеют очень короткий период полуэлиминации, действие их прекращается через 30 мин после прекращения инфузии. Такие препараты применяются для лечения острой ишемии, контроля за желудочковым ритмом при пароксизме наджелудочковой тахикардии в период операции или в послеоперационном периоде. Кратковременность действия делает более безопасным их применение у больных с гипотонией, при сердечной недостаточности, а βl-селективность препарата (эсмолол) - при явлениях бронхообструкции.
Амфофильные β-блокаторы растворяются в жирах и в воде (ацебутолол, бисопролол, пиндолол, целипролол), имеют два пути элиминации - печеночный метаболизм и почечную экскрецию (табл. 5.6).
Сбалансированный клиренс этих препаратов определяет безопасность их применения у больных с умеренной почечной и печеночной недостаточностью, низкую вероятность взаимодействия с другими лекарственными препаратами. Скорость элиминации препаратов снижается только при тяжелой почечной и печеночной недостаточности. В этом случае суточные дозы β-адреноблокаторов со сбалансировнным клиренсом необходимо уменьшить в 1,5-2 раза.
Амфофильный β-адреноблокатор пиндол при хронической почечной недостаточности может повысить почечный кровоток.
Дозы β-адреноблокаторов необходимо подбирать индивидуально, ориентируясь на клинический эффект, уровни ЧСС, АД. Начальная доза β-адреноблокатора должна составлять 1/8-1/4 средней терапевтической разовой дозы, при недостаточном эффекте дозу увеличивают через каждые 3-7 дней до среднетерапевтической разовой дозы. ЧСС в покое в вертикальном положении должна быть в пределах 55- 60 в минуту, систолическое АД - не ниже 100 мм рт.ст. Максимальная выраженность β-адреноблокирующего эффекта наблюдается через 4-6 недель регулярного приема β-адреноблокатора, особенного контроля в эти сроки требуют липофильные β-адреноблокаторы, спо-
собные замедлять свой собственный метаболизм. Кратность приема препарата зависит от частоты ангинозных приступов и длительности действия β-адреноблокатора.
Следует учитывать, что продолжительность брадикардитического и гипотензивного действия β-адреноблокаторов значительно превышает их периоды полуэлиминации, а продолжительность антиангинального действия меньше, чем продолжительность отрицательного хронотропного эффекта.
МЕХАНИЗМЫ АНТИАНГИНАЛЬНОГО И АНТИИШЕМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ β-АДРЕНОБЛОКАТОРОВ ПРИ ЛЕЧЕНИИ СТЕНОКАРДИИ
Улучшение баланса между потребностью миокарда в кислороде и доставкой его по коронарным артериям может быть достигнуто за счет увеличения коронарного кровотока и путем снижения потребности миокарда в кислороде.
В основе антиангинального и антиишемического действия β-адреноблокаторов лежит их способность влиять на гемодинамические параметры - снижать потребление миокардом кислорода за счет уменьшения ЧСС, сократительной способности миокарда и системного АД. β-адреноблокаторы, уменьшая ЧСС, увеличивают продолжительность диастолы. Доставка кислорода к миокарду левого желудочка осуществляется в основном в диастолу, так как в систолу коронарные артерии сдавливаются окружающим миокардом и продолжительность диастолы определяет уровень коронарного кровотока. Снижение сократительной способности миокарда наряду с удлинением времени дистолического расслабления при снижении ЧСС способствует удлинению периода диастолической перфузии миокарда. Уменьшение диастолического давления в левом желудочке за счет снижения сократительной способности миокарда при снижении системного АД способствует увеличению градиента давления (разницы дастолического давления в аорте и диастолического давления в полости левого желудочка), обеспечивающего коронарную перфузию в диастолу.
Снижение системного АД определяется уменьшением сократительной способности миокарда со снижением сердечного выброса на
15-20%, торможением центральных адренергических влияний (для препаратов, проникающих через гематоэнцефа лический барьер) и антирениновым (до 60%) действием β-адреноблокаторов, что вызывает снижение систолического, а затем диастолического давления.
Снижение частоты сердечных сокращений и уменьшение сократительной способности миокарда в результате блокады β-адренорецепторов сердца приводит к увеличению объема и конечного диастолического давления в левом желудочке, что коррегируется сочетанием β-адреноблокаторов с препаратами, уменьшающими венозный возврат крови к левому желудочку (нировазодилататоры).
Липофильные блокаторы β-адренорецепторов, не имеющие внутренней симпатомиметической активности, вне зависимости от селективности, в большей степени обладают кардиопротективным действием у перенесших острый инфаркт миокарда больных при длительном применении, уменьшая риск повторного инфаркта миокарда, внезапной смерти и общей смертности этой группы пациентов. Такие свойства отмечены у метопролола, пропранолола (исследование BHAT, 3837 больных), тимолола (Norwegian MSG, 1884 больных). Липофильные препараты с внутренней симпатомиметической активностью имеют меньшую профилактическую антиангинальную эффективность. Эффекты карведилола и бисопролола по кардиопротективным свойствам сопоставимы с эффектами ретардированой формы метопролола. Гидрофильные β-адреноблокаторы - атенолол, соталол не влияли на общую летальность и частоту внезапной смерти у больных с ишемической болезнью сердца. Данные мета-анализа 25 контролируемых исследований представлены в табл. 5.8.
Для вторичной профилактики β-адреноблокаторы показаны всем пациентам, перенесшим Q-зубцовый инфаркт миокарда в течение, как минимум 3 лет при отсутствии абсолютных противопоказаний к назначению препаратов этого класса, особенно пациентам старше 50 лет с инфарктом передней стенки левого желудочка, ранней постинфарктной стенокардией, высокой частотой сердечных сокращений, желудочковыми нарушениями ритма сердца, явлениями стабильной сердечной недостаточности.
Таблица 5.7
Препараты β-адреноблокаторов в лечении стенокардии
Примечание,
- селективный препарат; # - в настоящее время в России оригинальный препарат не зарегистрирован; оригинальный препарат выделен жирным шрифтом;
* - разовая доза.
Таблица 5.8
Кардиопротективная эффективность β-адреноблокаторов у больных, перенесших инфаркт миокарда
ЭФФЕКТЫ β-АДРЕНОБЛОКАТОРОВ ПРИ ХСН
Терапевтический эффект β-блокаторов при ХСН связан с прямым антиаритмическим действием, позитивным влиянием на функцию левого желудочка, уменьшением хронической ишемии дилатированного желудочка даже при отсутствии ИБС, подавлением процессов апоптоза миокардиоцитов, активируемых в условиях βl-адренерги- ческой стимуляции.
При ХСН отмечается повышение уровня базального норадреналина в плазме крови, связанное с его повышенной продукцией окончаниями адренергических нервов, скоростью поступления в плазму крови и уменьшением клиренса норадреналина из плазмы крови, сопровождающееся повышением допамина и часто адреналина. Концентрация базального уровня норадреналина плазмы крови является независимым предиктором смерти при ХСН. Первоначальное повышение активности симпатико-адреналовой системы при ХСН носит компенсаторный характер и способствует повышению сердечного выброса, перераспределению регионарного кровотока в сторону сердца и скелетной мускулатуры; почечная вазоконстрикция способствует улучшению перфузии жизненно важных органов. В дальнейшем повышение активности симпатико-адренало-
вой системы приводит к повышению потребности кислорода миокардом, усилению ишемии, нарушению ритма сердца, прямым влиянием на кардиомиоциты - ремоделированию, гипертрофии, апоптозу и некрозу.
При длительном повышенном уровне катехоламинов β-адренорецепторы миокарда переходят в состояние сниженной чувствительности к нейромедиаторам (состояние десинситизации) за счет уменьшения числа рецепторов на плазматической мембране, нарушения сопряжения рецепторов с аденилатциклазой. Плотность β-адренорецепторов миокарда уменьшается наполовину, степень уменьшения рецепторов пропорциональна тяжести ХСН, сократимости миокарда и фракции выброса. Меняется соотношение и β2 -адренорецепторов в сторону увеличения β2 -адренорецепторов. Нарушение сопряжения β-адренорецепторов с аденилатциклазой приводит к прямым кардиотоксическим эффектам катехоламинов, перегрузке митохондрий кардиомиоцитов ионами кальция, нарушению процессов рефосфорилирования АДФ, истощению запасов креатинфосфата и АТФ. Активация фосфолипаз и протеаз способствует разрушению клеточной мембраны и гибели кардиомиоцитов.
Снижение плотности адренорецепторов в миокарде сочетается с истощением локальных запасов норадреналина, нарушению адекватной нагрузки адренергической поддержки миокарда, прогрессированию заболевания.
Положительными эффектами β-адреноблоктаоров при ХСН являются: снижение симпатической активности, уменьшение ЧСС, антиаритмический эффект, улучшение диастолической функции, уменьшение гипоксии миокарда и регрессия гипертрофии, уменьшение некроза и апоптоза кардиомиоцитов, уменьшение выраженности застойных явлений за счет блокады ренин-ангиотензин-альдостероновой системы.
На основании данных исследований USCP - американской программы по карведилолу, CIBIS II с бисопрололом и MERIT HF с метопролола сукцинатом с замедленным высвобождением препарата, COPERNICUS, CAPRICORN о достоверном снижении общей, сердечно-сосудистой, внезапной смерти, уменьшению частоты госпитализаций, снижению риска смерти на 35% у тяжелой категории больных с ХСН, указанные выше β-блокаторы занимают одну из ведущих позиций фармакотерапии больных ХСН всех функциональных классов. β-адреноблокаторы наряду с ингибиторами АПФ
являются основными средствами в лечении ХСН. Их способность замедлять прогрессирование болезни, число госпитализаций и улучшать прогноз декомпенсированных больных не вызывает сомнений (уровень доказанности А). β-адреноблокаторы должны применяться у всех больных ХСН, не имеющих противопоказаний, обычных для этой группы лекарств. Тяжесть декомпенсации, пол, возраст, уровень исходного давления (САД не менее 85 мм рт.ст.) и исходная ЧСС не играют самостоятельной роли в определении противопоказаний к назначению β-адреноблокаторов. Назначение β-адреноблокаторов начинается с 1 /8 терапевтической дозы пациентам с достигнутой стабилизацией состояния ХСН. β-адреноблокаторы в лечении ХСН не относятся к препаратам «скорой помощи» и не могут выводить больных из состояния декомпенсации и гипергидратации. Возможно назначение βl -селективного β-адреноблокатора бисопролола как препарата начальной терапии у пациентов старше 65 лет с ХСН II - III ФК NYHA, фракцией выброса левого желудочка <35% с последующим присоединением ингибитора АПФ (степень доказанности В). Начальная терапия βl -селективным β-адреноблокатором может быть оправдана в клинических ситуациях преобладания выраженной тахикардии при невысоком АД, с последующим присоединением ингибитора АПФ.
Тактика назначения β-адреноблокаторов у больных с ХСН представлена в табл. 5.9.
В первые 2-3 мес применение даже малых доз β-адреноблокаторов вызывает повышение периферического сосудистого сопротивления, снижение систолической функции миокарда, что требует титрования дозы назначаемого больному ХСН β-адреноблокатора, динамического наблюдения за клиническим течением заболевания. В этих случаях рекомендуется увеличение доз диуретиков, ингибиторов АПФ, применение положительных инотропных препаратов (малых доз сердечных гликозидов или сенситизаторов кальция - левосимендана), более медленное титрование дозы β-адреноблокатора.
Противопоказаниями к назначению β-адреноблокаторов при СН являются:
Бронхиальная астма или тяжелая патология бронхов, сопровождающаяся нарастанием симптомов бронхообструкции при назначении β-адреноблокатора;
Симптомная брадикадия (<50 уд/мин);
Симптомная гипотония (<85 мм рт.ст.);
Таблица 5.9
Начальные, целевые дозы и схема подбора доз β-адреноблокаторов при сердечной недостаточности по результатам крупномасштабных плацебо-контролируемых
Исследований
A-V блокада II степени и выше;
Тяжелый облитерирующий эндартериит.
Абсолютно показанным является назначение β-адреноблокаторов пациентам с ХСН и СД 2-го типа. Все положительные свойства препаратов этого класса полностью сохраняются при наличии сахарного диабета. Применение некардиоселективного и адреноблокатора с дополнительными свойствами 04 -адреноблокатора карведилола у таких пациентов может являться средством выбора за счет улучшения чувствительности периферических тканей к инсулину (степень доказанности А).
Результаты исследования SENIORS с применением βl -селективного β-адреноблокатора небиволола, продемонстрировавшие небольшое, но достоверное суммарное снижение частоты госпитализаций и смертей у больных ХСН старше 75 лет, позволило рекомендовать небиволол для лечения больных ХСН старше 70 лет.
Дозы β-ареноблокаторов для лечения больных ХСН, закрепленные Национальными Рекомендациями ВНОК И ОССН, представлены в таблице 5.10.
ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 31 -
пероральный (внутрь, per os)\
ректальный (через прямую кишку, per rectum).
Сублингвальное и трансбуккальное введение. При сублингвальном и трансбук-
кальном путях введения через слизистую оболочку ротовой полости хорошо всасываются липофильные неполярные вещества (всасывание происходит путем пассивной диффузии) и относительно плохо - гидрофильные полярные.
Сублингвальный и трансбуккальный пути введения имеют ряд положительных черт:
они просты и удобны для больного;
вещества, введенные сублингвально или трансбуккально, не подвергаются воздействию хлористоводородной кислоты;
вещества попадают в общий кровоток, минуя печень, что предотвращает их преждевременное разрушение и выделение с желчью, т. е. устраняется так называемый эффект первого прохождения через печень (см. стр. 32);
вследствие хорошего кровоснабжения слизистой оболочки полости рта всасывание Л В происходит довольно быстро, что обеспечивает быстрое развитие эффекта. Это позволяет использовать такие пути введения при неотложных состояниях.
Однако из-за небольшой всасывающей поверхности слизистой оболочки полости рта сублингвально или трансбуккально можно вводить только высокоактивные вещества, применяемые в небольших дозах, такие как нитроглицерин, некоторые стероидные гормоны. Так, для устранения приступа стенокардии сублингвально применяют таблетки, содержащие 0,5 мг нитроглицерина - эффект наступает через 1-2 мин.
Пероральное введение. При введении лекарственных средств внутрь основным механизмом всасывания ЛВ является пассивная диффузия - таким образом легко всасываются неполярные вещества. Всасывание гидрофильных полярных веществ ограничено из-за небольшой величины межклеточных промежутков в эпителии ЖКТ. Немногие гидрофильные Л В (леводопа, производное пиримидина - фторурацил) всасываются в кишечнике путем активного транспорта.
Всасывание слабокислых соединений (ацетилсалициловой кислоты, барбитуратов и др.) начинается уже в желудке, в кислой среде которого большая часть вещества неионизирована. Но в основном всасывание всех ЛВ, включая слабые
кислоты, происходит в кишечнике. Этому способствует большая всасывающая поверхность слизистой оболочки кишечника (200 м2 ) и ее интенсивное кровоснабжение. Слабые основания всасываются в кишечнике лучше, чем слабые кислоты, так как в щелочной среде кишечника слабые основания в основном находятся в неионизированной форме, что облегчает их проникновение через мембраны эпителиальных клеток.
На всасывание лекарственных веществ оказывает также влияние их способность растворяться в воде (для достижения места всасывания вещества должны растворяться в содержимом кишечника), размер частиц вещества и лекарственная форма, в которой его назначают. При применении твердых лекарственных форм (таблеток, капсул) большое значение имеет скорость, с которой они распадаются в кишечнике. Быстрая распадаемость таблеток (или капсул) способствует достижению более высокой концентрации вещества в месте всасывания. Для замедления всасывания и создания более постоянной концентрации ЛВ используют лекарственные формы с замедленным (контролируемым) высвобождением Л В. Таким образом можно получить препараты так называемого пролонгированного действия, которые в отличие от обычных препаратов действуют гораздо дольше
ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 32 -
(блокатор кальциевых каналов нифедипин в обычных лекарственных формах назначают 3 раза в сутки, а его пролонгированные формы 1-2 раза в сутки).
Принятые внутрь лекарственные вещества подвергаются воздействию хлористоводородной кислоты и пищеварительных ферментов желудочно-кишечного тракта. Так, например, бензилпенициллин разрушается хлористоводородной кислотой желудочного сока, а инсулин и другие вещества полипептидной структуры - протеолитическими ферментами. Чтобы избежать разрушения некоторых веществ под действием хлористоводородной кислоты желудочного сока, их назначают в специальных лекарственных формах, а именно в виде таблеток или капсул с кислоторезистентным покрытием. Такие лекарственные формы без изменения проходят через желудок и распадаются только в тонком кишечнике (кишечнорастворимые лекарственные формы).
На всасывание Л В в ЖКТ могут оказывать влияние и другие факторы. В частности, оно зависит от моторики ЖКТ. Так, всасывание многих ЛВ, в особенности слабых оснований (пропранолола, кодеина и др.), которые в щелочной среде кишечника находятся преимущественно в неионизированной форме, происходит более интенсивно при ускорении опорожнения желудка (например, при применении гастрокинетика метоклопрамида). Обратный эффект наблюдается при введении веществ, задерживающих опорожнение желудка, таких как М-холинобло- каторы (например, атропин). В то же время усиление моторики кишечника и, следовательно, ускорение продвижения содержимого по кишечнику может нарушить всасывание медленно всасывающихся веществ.
Количество и качественный состав содержимого кишечника также влияют на всасывание ЛВ в ЖКТ. Составные компоненты пищи могут нарушать всасывание лекарственных веществ. Так, кальций, содержащийся в большом количестве в молочных продуктах, образует с тетрациклиновыми антибиотиками плохо всасывающиеся комплексы. Таннин, содержащийся в чае, образует с препаратами железа нерастворимые таннаты. Некоторые лекарственные средства существенно влияют на всасывание других ЛВ, назначаемых одновременно. Так, колес-тирамин (применяется при атеросклерозе для снижения уровня атерогенных липопротеинов) связывает в кишечнике желчные кислоты и таким образом препятствует всасыванию жирорастворимых соединений, в частности витаминов К, А, Е, D. Кроме того, он препятствует всасыванию тироксина, варфарина и некоторых других ЛВ.
Из тонкого кишечника вещества всасываются в воротную (портальную) вену и с током крови сначала попадают в печень и только потом в системный кровоток (рис. 1.4). В печени большинство ЛВ частично биотрансформируется (и при этом инактивируется) и/или выделяется с желчью, поэтому в системный кровоток поступает только часть всосавшегося вещества. Этот процесс называется эффектом первого прохождения через печень или элиминацией при первом прохождении через печень (элиминация включает биотрансформацию и выведение).
В связи с тем, что лекарственные вещества оказывают резорбтивное действие только после того как они достигли системного кровотока (и затем распределились по органам и тканям), вводится понятие биодоступность.
Биодоступность - часть введенной дозы лекарственного вещества, которая в неизмененном виде достигла системного кровотока. Биодоступность обычно выражают в процентах. Биодоступность вещества при внутривенном введении принимается равной 100%. При введении внутрь биодоступность, как правило, меньше. В справочной литературе обычно приводят значения биодоступности лекарственных веществ для введения внутрь.
ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 33 -
При введении внутрь биодоступность лекарственных веществ может быть снижена по разным причинам. Некоторые вещества частично разрушаются под влиянием хлористоводородной кислоты и/или пищеварительных ферментов желу- дочно-кишечного тракта. Некоторые ЛВ недостаточно хорошо всасываются в кишечнике (например, гидрофильные полярные соединения) или неполностью высвобождаются из таблетированных лекарственных форм, что также может быть причиной их низкой биодоступности. Известны вещества, которые метаболизируются в стенке кишечника.
Кроме того, многие вещества, перед тем как попасть в системный кровоток, подвергаются весьма интенсивной элиминации при первом прохождении через печень и по этой причине имеют низкую биодоступность. Соответственно, дозы таких Л В при введении внутрь обычно превышают дозы, необходимые для достижения того же эффекта при парентеральном или сублингвальном введении. Так, нитроглицерин, который практически полностью всасывается из кишечника, но при первом прохождении через печень элиминируется более чем на 90%, назначают сублингвально в дозе 0,5 мг, а внутрь в дозе - 6,4 мг.
Для сравнительной характеристики препаратов, в частности, препаратов, производимых различными фармацевтическими предприятиями и содержащих одно и то же вещество в одинаковой дозе, используют понятие «биоэквивалентность». Два препарата считаются биоэквивалентными, если они обладают одинаковой
ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 34 -
биодоступностью и константой скорости всасывания (характеризует скорость поступления ЛВ в системный кровоток из места введения). При этом биоэквивалентные препараты должны обеспечивать одинаковую скорость достижения максимальной концентрации вещества в крови.
Пероральный путь введения, так же как сублингвальный, имеет некоторые преимущества перед парентеральными путями введения, а именно является наиболее простым и удобным для больного, не требует стерильности препаратов и специально обученного персонала. Однако внутрь можно вводить только те вещества, которые не разрушаются в ЖКТ, кроме того, на степень всасывания оказывает влияние относительная липофильность ЛВ. К недостаткам этого пути введения можно также отнести зависимость всасывания лекарственных веществ от состояния слизистой оболочки и моторики кишечника от рН среды и состава содержимого кишечника, в частности от взаимодействия с компонентами пищи и другими Л В. Значительным недостатком является также то, что многие Л В частично разрушаются при первом прохождении через печень.
Кроме того, сами ЛВ могут оказывать влияние на процесс пищеварения и всасывание пищевых веществ, в том числе на усвоение витаминов. Так, например, осмотические слабительные средства затрудняют всасывание пищевых веществ из кишечника, а антацидные средства, нейтрализуя хлористоводородную кислоту желудочного сока, нарушают процесс переваривания белков.
Использование перорального пути введения иногда просто недоступно у некоторых больных (при отказе больного принимать лекарства, при нарушении акта глотания, упорной рвоте, в бессознательном состоянии, в раннем детском возрасте). В этих случаях лекарственные средства можно вводить по тонкому желудочному зонду через носовые ходы или через рот в желудок и/или двенадцатиперстную кишку.
Ректальное введение. Введение лекарственных средств впрямую кишку (ректально) используется в тех случаях, когда невозможен пероральный путь введения (например, при рвоте) или лекарственное вещество обладает неприятным вкусом и запахом и разрушается в желудке и верхних отделах кишечника. Очень часто ректальный путь введения используется в педиатрической практике.
Ректально лекарственные вещества назначаются в форме суппозиториев или в лекарственных клизмах объемом 50 мл. При введении таким путем веществ, раздражающих слизистую оболочку прямой кишки, их предварительно смешивают со слизями и подогревают до температуры тела для лучшего всасывания.
Из прямой кишки лекарственные вещества быстро всасываются и поступают в общий кровоток, на 50% минуя печень. Ректальный путь не используется для введения высокомолекулярных лекарственных веществ белковой, жировой и полисахаридной структуры, поскольку из толстого кишечника эти вещества не всасываются. Некоторые вещества вводят ректально для местного воздействия на слизистую оболочку прямой кишки, например, свечи с бензокаином (анестезином).
Б. Парентеральные пути введения
К парентеральным путям введения относятся:
внутривенный;
внутриартериальный;
интрастернальный;
внутримышечный;
подкожный;
ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 35 -
внутрибрюшинный;
под оболочки мозга; и некоторые другие.
Внутривенное введение. При таком пути введения лекарственные вещества
сразу попадают в системный кровоток, чем объясняется короткий латентный период их действия.
В вену вводят водные растворы лекарственных веществ. Введение в вену большинства лекарственных веществ следует производить медленно (часто после предварительного разведения препарата раствором натрия хлорида или глюкозы).
Однако, если нужно быстро создать высокую концентрацию лекарственного вещества в крови, его вводят быстро, струйно. Внутривенное введение растворов больших объемов осуществляют капельным (инфузионным) способом. В этих случаях используются специальные системы с капельницами, позволяющие регулировать скорость введения. Последняя обычно составляет 20-60 капель в мин, что соответствует примерно 1-3 мл раствора.
В небольших количествах внутривенно можно вводить гипертонические растворы (например, 10-20 мл 40% раствора глюкозы). Из-за риска закупорки сосудов (эмболии) недопустимо внутривенное введение масляных растворов, суспензий, водных растворов с пузырьками газа. Введение в вену средств с раздражающим действием может привести к развитию тромбоза.
Внутривенный путь введения обычно используется при оказании неотложной медицинской помощи, но может применяться планово и для курсового лечения в условиях стационара и амбулаторно.
Внутриартериальное введение. Введение лекарственного вещества в артерию, кровоснабжающую определенный орган, дает возможность создать в нем высокую концентрацию действующего вещества. Внутриартериально вводят рентгеноконтрастные и противоопухолевые препараты. В некоторых случаях внутриартериально вводят антибиотики.
Интрастернальное введение (введение в грудину). Этот путь введения используют при невозможности внутривенного введения, например, у детей, лиц старческого возраста.
Внутримышечное введение. Лекарственные вещества обычно вводят в верхненаружную область ягодичной мышцы. Внутримышечно вводят как липофильные, так и гидрофильные лекарственные вещества. Всасывание гидрофильных Л В при внутримышечном введении происходит в основном путем фильтрации через межклеточные промежутки в эндотелии сосудов скелетных мышц. Липофильные ЛВ всасываются в кровь путем пассивной диффузии. Мышечная ткань имеет хорошее кровоснабжение и поэтому всасывание лекарственных веществ в кровь происходит довольно быстро, что позволяет через 5-10 мин создать достаточно высокую концентрацию лекарственного вещества в крови
Внутримышечно вводят водные растворы (до 10 мл), а для обеспечения длительного эффекта - масляные растворы и суспензии, что задерживает всасывание вещества из места введения в кровь (рис. 1.5). Внутримышечно нельзя вводить гипертонические растворы и раздражающие вещества.
Подкожное введение. При введении под кожу лекарственные вещества (липофильные и гидрофильные) всасываются такими же способами (т.е. путем пассивной диффузии и фильтрации), что и при внутримышечном введении. Однако из подкожной клетчатки лекарственные вещества всасываются несколько медленнее, чем из мышечной ткани, поскольку кровоснабжение подкожной клетчатки менее интенсивно, чем кровоснабжение скелетных мышц.
ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 36 -
Подкожно вводят водные растворы и с осторожностью масляные растворы и суспензии (см. рис. 1.5). В подкожную клетчатку имплантируются силиконовые контейнеры; таблетированные стерильные твердые лекарственные формы имплантируются в межлопаточную область. Подкожно нельзя вводить вещества с раздражающим действием и гипертонические растворы.
Внутрибрюшинное введение. Вещества вводят в полость брюшины между ее париетальным и висцеральными листками. Этот путь используется, например, для введения антибиотиков во время операций на брюшной полости.
Введение под оболочки мозга. Лекарственные вещества можно вводить субарахноидально или субдурально. Таким образом при инфекционных поражениях тканейи оболочек мозга вводят антибиотики, плохо проникающие через гематоэнцефалический барьер. Субарахноидальное введение местных анестетиков используют для спинномозговой анестезии.
Внутривенное, внутриартериальное, интрастернальное, внутримышечное, подкожное введение и введение под оболочки мозга требуют стерильных лекарственных форм и осуществляются квалифицированным медицинским персоналом.
Ингаляционное введение (от лат.inhalare - вдыхать). Ингаляционно вводят газообразные вещества, пары легко испаряющихся жидкостей, аэрозоли и воздушные взвеси мелкодисперсных твердых веществ. Всасывание лекарственных веществ в кровь с большой поверхности легких происходит очень быстро. Таким образом вводят средства для ингаляционного наркоза.
Ингаляционное введение (обычно в виде аэрозолей) используют также для воздействия на слизистую оболочку и гладкие мышцы дыхательных путей. Это один из самых распространенных способов введения бронхорасширяющих средств и препаратов глюкокортикоидов при бронхиальной астме. В этом случае всасывание веществ в кровь является нежелательным, так как приводит к появлению системных побочных эффектов.
ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 37 -
Интраназальное введение. Вещества вводят в полость носа в виде капель или специальных интраназальных спреев. Всасывание происходит со слизистой оболочки полости носа. Таким путем вводят препараты некоторых пептидных гормонов, которые назначают в малых дозах. Например, десмопрессин, аналог антидиуретического гормона задней доли гипофиза, применяют интраназально при несахарном диабете в дозе 10-20 мкг.
Трансдермальное введение. Некоторые липофильные лекарственные вещества в форме дозированных мазей или пластырей (трансдермальные терапевтические системы) наносятся на кожу, всасываются с ее поверхности в кровь (при этом вещества попадают в системный кровоток, минуя печень) и оказывают резорбтивное действие. В последнее время этот путь используют для введения нитроглицерина. С помощью трансдермальных лекарственных форм можно длительно поддерживать постоянную терапевтическую концентрацию лекарственного вещества в крови и таким образом обеспечить продолжительный лечебный эффект. Так, пластыри, содержащие нитроглицерин, оказывают антиангинальное действие (лечебный эффект при стенокардии) в течение 12 ч.
Возможно введение ионизированных лекарственных веществ с помощью ионофореза (ионофоретическое введение). Всасывание таких веществ после нанесения их на кожу или слизистые оболочки происходит под воздействием слабого электрического поля.
Кроме того, лекарственные вещества наносят на кожу или слизистые оболочки для получения местного действия. В таких случаях используют специальные лекарственные формы для наружного применения (мази, кремы, растворы для наружного применения и т.д.). При этом всасывание ЛВ в кровь является нежелательным.
Лекарственные вещества можно вводить также в полость плевры (противотуберкулезные средства), в полость суставной сумки (введение гидрокортизона при ревматоидном артрите), в тело и в просвет органа (например, введение окситФ^ цина в шейку и тело матки для остановки послеродовых кровотечений).
1.2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ
После поступления в системный кровоток ЛВ распределяются в различные органы и ткани. Характер распределения ЛВ во многом определяется их способностью растворяться в воде или липидах (т.е. их относительной гидрофильноетью или липофильностью), а также интенсивностью регионарного кровотока.
Гидрофильные полярные вещества распределяются в организме неравномерно. Большинство гидрофильных ЛВ не проникают в клетки и распределяются в основном в плазме крови и интерстициальной жидкости. В интерстициальную жидкость они попадают через межклеточные промежутки в эндотелии сосудов. В эндотелии капилляров мозга межклеточные промежутки отсутствуют - эндотелиальные клетки плотно прилегают друг к другу (между клетками имеются так называемые плотные контакты). Такой непрерывный слой эндотелиальных клеток образует гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), препятствующий распределению гидрофильных полярных веществ (в том числе ионизированных молекул) в ткани мозга (см. рис. 1.3). Определенную барьерную функцию выполняют, по-видимому, и клетки глии. Через этот барьер немногие гидрофильные ЛВ (например, леводопа) проникают только с помощью активного транспорта.
ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 38 -
Однако есть участки мозга, не защищенные гематоэнцефалическим барьером. Триггерная зона рвотного центра доступна для действия веществ, не проникающих через ГЭБ, таких как антагонист дофаминовых рецепторов домперидон. Это позволяет использовать домперидон в качестве противорвотного средства, не оказывающего влияния на другие структуры мозга. Кроме того, при воспалении мозговых оболочек гематоэнцефалический барьер становится более проницаемым для гидрофильных Л В (это позволяет вводить внутривенно натриевую соль бензилпенициллина для лечения бактериального менингита).
Кроме ГЭБ, в организме есть другие гистогематические барьеры (т.е. барьеры, отделяющие кровь от тканей), которые являются препятствием для распределения гидрофильных Л В. К ним относятся гематоофтальмический барьер, не пропускающий гидрофильные полярные Л В в ткани глаза, гематотестику-лярный и плацентарный барьеры. Плацентарный барьер во время беременности препятствует проникновению некоторых гидрофильных полярных ЛВ из организма матери в организм плода.
Относительно равномерно распределяются в организме липофильные неполярные вещества. Они проникают путем пассивной диффузии через мембраны клеток и распределяются как во внеклеточной, так и во внутриклеточной жидкостях организма. Липофильные ЛВ проходят через все гистогематические барьеры, в частности, диффундируют непосредственно через мембраны эндотелиаль-ных клеток капилляров в ткани мозга. Липофильные Л В легко проходят через плацентарный барьер. Многие лекарственные средства могут оказывать нежелательное действие на плод и поэтому прием препаратов беременными женщинами должен находиться под строгим врачебным контролем.
Влияние на распределение ЛВ оказывает также интенсивность кровоснабжения органов и тканей. Лекарственные вещества распределяются быстрее в хорошо перфузируемые органы, т.е. органы с интенсивным кровоснабжением, такие как сердце, печень, почки и достаточно медленно - в ткани с относительно плохим кровоснабжением - подкожную клетчатку, жировую и костную ткань.
1.3. ДЕПОНИРОВАНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ
г При распределении в организме некоторые Л В частично могут задерживаться и накапливаться в различных тканях. Происходит это в основном вследствие обратимого связывания ЛВ с белками, фосфолипидами и нуклеопротеинами клеток. Этот процесс носит название депонирование. Концентрация вещества в месте его депонирования (в депо) может быть достаточно высокой. Из депо вещество постепенно высвобождается в кровь и распределяется по другим органам и тканям, в том числе достигая места своего действия. Депонирование может привести к удлинению (пролонгированию) действия препарата или возникновению эффекта последействия. Так происходит при введении средства для внутривенного наркоза,
Тиопентала-натрия, высоколипофильного соединения, которое накапливается в жировой ткани. Препарат вызывает непродолжительный наркоз (порядка 15 мин), после прекращения которого наступает посленаркозный сон (в течение 2-3 ч), связанный с высвобождением тиопентала из депо.
Депонирование ЛВ в некоторых тканях может привести к развитию побочных эффектов. Например, тетрациклины связываются с кальцием и накапливаются в костной ткани. При этом они могут нарушать развитие скелета у маленьких детей. По этой же причине эти препараты не должны назначаться беременным женщинам.
ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 39 -
Многие Л В связываются с белками плазмы крови. Слабокислые соединения (нестероидные противовоспалительные средства, сульфаниламиды) связываются в основном с альбуминами (самой большой фракцией белков плазмы), а слабые основания - с α1-кислым гликопротеином и некоторыми другими белками плазмы крови. Связывание ЛВ с плазменными белками - обратимый процесс, который может быть представлен следующим образом:
ЛВ + белок <=> комплекс ЛВ-белок.
Комплексы вещество - белок не проникают через мембраны клеток и через межклеточные промежутки в эндотелии сосудов (не фильтруются они и в капиллярах почечных клубочков) и поэтому являются своеобразным резервуаром или депо данного вещества в крови.
Связанное с белками ЛВ не проявляет фармакологической активности. Но поскольку это связывание обратимо, часть вещества постоянно высвобождается из комплекса с белком (происходит это при снижении концентрации свободного вещества в плазме крови) и оказывает фармакологическое действие.
Связывание Л В с белками плазмы крови не является специфичным. Разные ЛВ могут связываться с одними и теми же белками с достаточно высоким аффинитетом, при этом они конкурируют за места связывания на белковых молекулах и могут вытеснять друг друга. При этом большое значение имеет степень связывания веществ с белками при их терапевтических концентрациях в крови. Так, например, толбутамид (гипогликемическое средство, применяемое при сахарном диабете) приблизительно на 96% связывается с белками плазмы крови (при этом в свободном, а, следовательно, в активном состоянии в крови находится только около 5% вещества). При одновременном назначении сульфаниламидов, которые в терапевтических концентрациях связываются со значительной фракцией белков плазмы крови, происходит быстрое вытеснение толбутамида из мест связывания. Это приводит к повышению концентрации свободного толбутамида tfc крови. Результатом, как правило, является чрезмерное гипогликемическое действие препарата, а также более быстрое прекращение его эффекта, так как одновременно ускоряется биотрансформация и выведение из организма несвязанного с белками вещества. Особую опасность представляет одновременное назначение сульфаниламидов и антикоагулянта варфарина, который связывается с белками плазмы крови на 99%. Быстрое повышение концентрации свободного варфарина (препарата с малой широтой терапевтического действия) приводит к резкому снижению свертываемости крови и кровотечениям.
1.4. БИОТРАНСФОРМАЦИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Биотрансформация (метаболизм) - изменение химической структуры лекарственных веществ и их физико-химических свойств под действием ферментов организма. Основной направленностью этого процесса является превращение липофильных веществ, которые легко реабсорбируются в почечных канальцах, в гидрофильные полярные соединения, которые быстро выводятся почками (не реабсорбируются в почечных канальцах). В процессе биотрансформации, как правило, происходит снижение активности (токсичности) исходных веществ.
Биотрансформация липофильных ЛВ в основном происходит под влиянием ферментов печени, локализованных в мембране эндоплазматического ретикулу-ма гепатоцитов. Эти ферменты называются микросомальными, потому что
ГЛАВА 1. ♦ Фармакокинетика ♦ ФАРМАКОЛОГИЯ ♦- 40 -
они оказываются связанными с мелкими субклеточными фрагментами гладкого эндоплазматического ретикулума (микросомами), которые образуются при гомогенизации печеночной ткани или тканей других органов и могут быть выделены центрифугированием (осаждаются в так называемой «микросомальной» фракции).
В плазме крови, а также в печени, кишечнике, легких, коже, слизистых оболочках и других тканях имеются немикросомальные ферменты, локализованные в цитозоле или митохондриях. Эти ферменты могут участвовать в метаболизме гидрофильных веществ.
Различают два основных вида метаболизма лекарственных веществ:
несинтетические реакции (метаболическая трансформация);
синтетические реакции (конъюгация).
Лекарственные вещества могут подвергаться или метаболической биотрансформации (при этом образуются вещества, называемые метаболитами), или конъюгации (образуются конъюгаты). Но большинство Л В сначала метаболизируется при участии несинтетических реакций с образованием реакционноспособных метаболитов, которые затем вступают в реакции конъюгации.
Кметаболической трансформации относятся следующие реакции: окисление, восстановление, гидролиз. Многие липофильные соединения подвергаются окислению в печени под влиянием микросомальной системы ферментов, известных как оксидазы смешанных функций, или монооксигеназы. Основными компонентами этой системы являются цитохром Р-450-редуктаза и цитохром Р-450 - гемопротеин, который связывает молекулы лекарственного вещества и кислород в своем активном центре. Реакция протекает при участии НАДФН. В результате происходит присоединение одного атома кислорода к субстрату (лекарственному веществу) с образованием гидроксильной группы (реакция гидро-ксилирования).
RH + 02 + НАДФН + Н+ -> ROH + Н2 0 + НАДФ+ , где RH - лекарственное вещество, a ROH - метаболит.
Оксидазы смешанных функций обладают низкой субстратной специфичностью. Известно много изоформ цитохрома Р-450 (Cytochrome Р-450, CYP), каждая из которых может метаболизировать несколько лекарственных веществ. Так, изоформа CYP2C9 участвует в метаболизме варфарина, фенитоина, ибупрофена, CYP2D6 метаболизирует имипрамин, галоперидол, пропранолол, a CYP3A4 - карбамазепин, циклоспорин, эритромицин, нифедипин, верапамил и некоторые другие вещества. Окисление некоторых лекарственных веществ происходит под влиянием немикросомальных ферментов, которые локализованы в цитозоле или митохондриях. Для этих ферментов характерна субстратная специфичность, например, моноаминоксидаза А метаболизирует норадреналин, адреналин, серотонин, алкогольдегидрогеназа метаболизирует этиловый спирт до ацетальдегида.
Восстановление лекарственных веществ может происходить при участии микросомальных (хлорамфеникол) и немикросомальных ферментов (хлоралгидрат, налоксон).
Гидролиз лекарственных веществ осуществляется в основном немикросомальными ферментами (эстеразами, амидазами, фосфатазами) в плазме крови и тканях. При этом вследствие присоединения воды происходит разрыв эфирных, амидных и фосфатных связей в молекулах лекарственных веществ. Гидролизу подвергаются сложные эфиры - ацетилхолин, суксаметоний (гидролизуются при участии холинэстераз), амиды (прокаинамид), ацетилсалициловая кислота (см. табл. 1.1).
Фармакокинетические процессы - всасывание, распределение, депонирование, биотрансформация и выведение - связаны с проникновением ЛВ через биологические мембраны (в основном через цитоплазматические мембраны клеток). Существуют следующие способы проникновения веществ через биологические мембраны: пассивная диффузия, фильтрация, активный транспорт, облегченная диффузия, пиноцитоз (рис. 1.1).
Пассивная диффузия. Путем пассивной диффузии вещества проникают через мембрану по градиенту концентрации (если концентрация вещества с одной стороны мембраны выше, чем с другой, вещество перемещается через мембрану от большей концентрации к меньшей). Этот процесс не требует затраты энергии. Поскольку биологические мембраны в основном состоят из липидов, таким способом через них легко проникают вещества, растворимые в липидах и не имеющие заряда, т.е. липофильные неполярные вещества. И напротив, гидрофильные полярные соединения непосредственно через липиды мембран практически не проникают.
Внеклеточное через липиды пространство
Активный
транспорт
Биологическая
мембрана
Рис. 1.1. Основные способы проникновения веществ через биологические мембраны (Из: Rang Н.Р. etal. Pharmacology. - Ln, 2003, с изм.).
Если Л В являются слабыми электролитами - слабыми кислотами или слабыми основаниями, то проникновение таких веществ через мембраны зависит от степени их ионизации, так как путем пассивной диффузии через двойной липидный слой мембраны легко проходят только неионизированные (незаряженные) молекулы вещества.
Степень ионизации слабых кислот и слабых оснований определяется: значениями pH среды; константой ионизации (Ка) веществ.
Слабые кислоты в большей степени ионизированы в щелочной среде, а слабые основания - в кислой.
Ионизация слабых кислот
НА ^ Н+ + А~
щелочная среда
Ионизация слабых оснований
ВН+ ^ В + Н+
кислая
среда
Константа ионизации характеризует способность вещества к ионизации при определенном значении pH среды. На практике для характеристики способности веществ к ионизации используют показатель рКа, который является отрицательным логарифмом Ka(-lg Ка). Показатель рКа численно равен значению pH среды, при котором ионизирована половина молекул данного вещества. Значения рКа слабых кислот, так же как и слабых оснований, варьируют в широких пределах. Чем меньше рКа слабой кислоты, тем легче она ионизируется даже при относительно низких значениях pH среды. Так, ацетилсалициловая кислота (рКа= 3,5) при pH 4,5 ионизирована более чем на 90%, в то же время степень ионизации аскорбиновой кислоты (рКа=11,5) при том же значении pH составляет доли % (рис. 1.2). Для слабых оснований существует обратная зависимость. Чем выше рКа слабого основания, тем в большей степени оно ионизировано даже при относительно высоких значениях pH среды.
Степень ионизации слабой кислоты или слабого основания можно рассчитать по формуле Гендерсона-Гассельбальха:
Рис. 1.2. Зависимость степени ионизации слабых кислот от pH среды и рКа соединений.
А - ацетилсалициловая кислота (рКа = 3,5); Б - аскорбиновая кислота (рКа = 11,5).
lg-^-U рН-рК [ЯД] “
для слабых кислот, %-Щ- = рН-рКа [ВН + ]
для слабых оснований.
Эта формула позволяет определить, какова будет степень проникновения ЛВ (слабых кислот или слабых оснований) через мембраны, разделяющие среды организма с различными значениями pH, например при всасывании Л В из желудка (pH 2) в плазму крови (pH 7,4).
Пассивная диффузия гидрофильных полярных веществ возможна через водные поры (см. рис. 1.1). Это белковые молекулы в мембране клеток, проницаемые для воды и растворенных в ней веществ. Однако диаметр водных пор невелик (порядка 0,4 нм) и через них могут проникать только небольшие гидрофильные молекулы (например, мочевина). Большинство гидрофильных лекарственных веществ, диаметр молекул которых составляет более 1 нм, через водные поры в мембране клеток не проходят. Поэтому большинство гидрофильных лекарственных веществ не проникают внутрь клеток.
Фильтрация - этот термин используют как по отношению к проникновению гидрофильных веществ через водные поры в мембране клеток, так и по отношению к их проникновению через межклеточные промежутки. Фильтрация гидрофильных веществ через межклеточные промежутки происходит под гидростатическим или осмотическим давлением. Этот процесс имеет существенное значение для всасывания, распределения и выведения гидрофильных Л В и зависит от величины межклеточных промежутков.
Так как межклеточные промежутки в различных тканях не одинаковы по величине, гидрофильные ЛВ при различных путях введения всасываются в неодинаковой степени и распределяются в организме неравномерно. Например, про
межутки между эпителиальными клетками слизистой оболочки кишечника невелики, что затрудняет всасывание гидрофильных Л В из кишечника в кровь.
Промежутки между эндотелиальными клетками сосудов периферических тканей (скелетных мышц, подкожной клетчатки, внутренних органов) имеют достаточно большие размеры (порядка 2 нм) и пропускают большинство гидрофильных Л В, что обеспечивает достаточно быстрое проникновение Л В из тканей в кровь и из крови в ткани. В то же время в эндотелии сосудов мозга межклеточные промежутки отсутствуют. Эндотелиальные клетки плотно прилегают к друг другу, образуя барьер (гематоэнцефалический барьер), препятствующий проникновению гидрофильных полярных веществ из крови в мозг (рис. 1.3).
Активный транспорт осуществляется с помощью специальных транспортных систем. Обычно это белковые молекулы, которые пронизывают мембрану клетки (см. рис. 1.1). Вещество связывается с белком-переносчиком с наружной стороны мембраны. Под влиянием энергии АТФ происходит изменение конформации белковой молекулы, что приводит к уменьшению силы связывания между переносчиком и транспортируемым веществом и высвобождению вещества с внутренней стороны мембраны. Таким образом в клетку могут проникать некоторые гидрофильные полярные вещества.
Фильтрация гидрофильных веществ через межклеточные промежутки 
Пассивная
диффузия
липофильных
веществ
Рис. 1.3. Проникновение веществ через стенки капилляров мозга (А) и капилляров скелетных мышц (Б). (Из: Wingard L.B. Human Pharmacology. - Phil., 1991, с изм.).
Активный транспорт веществ через мембрану обладает следующими характеристиками: специфичностью (транспортные белки избирательно связывают и пе-
реносят через мембрану только определенные вещества), насыщаемостью (при связывании всех белков-переносчиков количество вещества, переносимого через мембрану, не увеличивается), происходит против градиента концентрации, требует затраты энергии (поэтому угнетается метаболическими ядами).
Активный транспорт участвует в переносе через клеточные мембраны таких веществ, необходимых для жизнедеятельности клеток, как аминокислоты, сахара, пиримидиновые и пуриновые основания, железо, витамины. Некоторые гидрофильные лекарственные вещества проникают через клеточные мембраны с помощью активного транспорта. Эти Л В связываются с теми же транспортными системами, которые осуществляют перенос через мембраны вышеперечисленных соединений.
Облегченная диффузия - перенос веществ через мембраны с помощью транспортных систем, который осуществляется по градиенту концентрации и не требует затраты энергии. Так же, как активный транспорт, облегченная диффузия - это специфичный по отношению к определенным веществам и насыщаемый процесс. Этот транспорт облегчает поступление в клетку гидрофильных полярных веществ. Таким образом через мембрану клеток может транспортироваться глюкоза.
Кроме белков-переносчиков, которые осуществляют трансмембранный перенос веществ внутрь клетки, в мембранах многих клеток есть транспортные белки - Р-гликопротеины, способствующие удалению из клеток чужеродных соединений. Р-гликопротеиновый насос обнаружен в эпителиальных клетках кишечника, в эндотелиальных клетках сосудов мозга, образующих гематоэнцефалический барьер, в плаценте, печени, почках и других тканях. Эти транспортные белки препятствуют всасыванию некоторых веществ, их проникновению через гистогема- тические барьеры, влияют на выведение веществ из организма.
Пиноцитоз (от греч. ріпо - пью). Крупные молекулы или агрегаты молекул соприкасаются с наружной поверхностью мембраны и окружаются ею с образованием пузырька (вакуоли), который отделяется от мембраны и погружается внутрь клетки. Далее содержимое пузырька может высвобождаться внутри клетки или с другой стороны клетки наружу путем экзоцитоза.
Цель лекции
знать основные понятия фармакокинетики:пути введения лекарств, характеристика
энтеральных и парентеральных путей
введения
всасывание и распределение
биотрансформация
выведение лекарств из организма.
План лекции
Понятие «фармакокинетика»Общая характеристика путей введения
Пути прохождения ЛС в организме
всасывание
распределение
биотрансформация
выведение
Элиминация. Период полувыведения
Фармакокинетика
Раздел общей фармакологииизучает пути введения, процессы
всасывания, распределения,
биотрансформации
(обезвреживание) и выведение.
От фармакокинетических характеристик
зависит скорость наступления эффекта,
продолжительность действия, степень
отрицательного воздействия на организм
Фармакокинетическая схема лекарств в организме
Лекарственный препаратЧто
организм
делает с
лекарством?
Организм
Высвобождение из лекарственной формы
Проникновение (всасывание, абсорбция, транспортировка)
лекарства в клетки органов и тканей
Распределение по организму в органы, ткани, жидкости
Превращения, инактивирующие лекарство и
способствующие выведению из организма
Выведение лекарств и продуктов их превращения из
организма
Пути введения
Энтеральные (черезжелудочно-кишечный
тракт)
Парентеральные
(минуя желудочнокишечный тракт)
Пероральный
Сублингвальный
Ректальный
Ч-з 12ПК
Трансбуккально
Инъекционный
Ингаляционный
Трансдермальный
Интраназальный и др.Поведение лекарственных веществ
в различных местах введенияПероральный путь введения самый сложный для лекарства,
так как
до попадания в кровь оно должно преодолеть
два наиболее активных
внутренних барьера – кишечник и печень Для введения лекарственных средств
внутрь характерно:
Зависимость всасывания слабых
электролитов от рН среды.
Зависимость всасывания от характера
содержимого ЖКТ.
Зависимость всасывания от интенсивности
моторики ЖКТ. Ректальный путь введения используют при
заболеваниях ЖКТ, в педиатрии, гериатрии,
проктологии или бессознательном
состоянии, неукротимой рвоте. Используют
суппозитории и клизмы. Необходима
проверка доз.
1/3 лекарства поступает в общий кровоток,
минуя печень, попадает в геммороидальные
вены, полнота и скорость всасывания
быстрее.
Сублингвальный путь- резорбция
осуществляется по верхней полой вене,
минуя печень (нитроглицерин, гормоны)
Трансбуккально – защечно прикрепляется
полимерная пленка, с целью
пролонгирования действия лекарства.
Характеристика инъекционных путей введения
Внутримышечно можно вводить:1. Изотонические растворы.
2. Масляные растворы.
3. Взвеси.
Взвеси веществ нельзя вводить:
1. Внутривенно.
2. Внутриартериально.
3. Под оболочки мозга.
Лекарственные формы должны быть
стерильными при введении:
1. Под кожу. 2. В мышцу. 3. В вену. 4. В
артерию. 5. В полость конъюнктивыпреимущества
осложнения
Быстрота
действия
Локализация
действия
Высокая
биодоступность
Точность
дозирования
Возможно проникнуть
через ГЭБ
недостатки
Сложность
введения
болезненность
Обученный
персонал
Спец.инструмент
Нарушение
правил
асептики
Неправиль
ный выбор
места
инъекции
Соблюдение
стерильности
Нарушения
техники
выполнения
Инфильтрат
Абсцесс
Сепсис
Сывороточый
гепатит
СПИД
Инфильтраты
Повреждение
надкостницы,
сосудов
(некроз,
эмболия),
нерврв
(паралич,
неврит)
Поломка
иглы
Эмболия
Некроз
гематомаингаляционный
Поступление путем вдыхания (газа
или аэрозоля)
Всасывание через легочные
альвеолы (s=100м2), минуя ЖКТ
При астме, наркозе,
противовоспалительные и
антибактериальные препараты
Быстрота действия, простота и
удобства, высокая
биодоступность
Строгое соблюдение
дозирования, возможна
рефлекторная остановка
дыхания
трансдермальный
Нанесение на кожу:
электрофорез, диски,
пленки, мази
Проникновение через
кожу, минуя ЖКТ,
удлинение действия,
постоянная
концентрация,
стабильный эффект
Противовоспалительные,
болеутоляющие,
нитроглицерин
Пролонгирование
Простота и удобство
Высокая биодоступность
Всасывание (абсорбция)
Всасывание (абсорбция)Большое влияние на проникновение
лекарственного вещества
имеет величина рН сред по сторонам
барьера (клеточной мембраны)
Клеточная мембрана –это белковофосфолипидная система:
Наружный слой состоит из двойного
слоя липидов
Внутренний слой-двойной слой
фосфолипидов
Биологические барьеры
Слизистые желудка, кишечника,ротовой полости и носоглотки
Кожные покровы
Стенка капилляров (гистогематический
барьер)
Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ)
Плацентарный барьер
Эпителий молочных желез
Почечный эпителий
Прохождение лекарственного вещества через барьеры (механизмы транспорта):
Пассивный транспорт илиПростая Диффузия – на основе разности концентраций,
самопроизвольное перемещение в область более низкой
концентрации, по градиенту концентрации. (липофильные
вещества (спирт, хлороформ)) водорастворимые не проникают.
Транспорт ионов – диффузия по ионным каналам
Фильтрация – (функция почек) под действием давления (
вода, мочевина. сахара и др. незаряженные водорастворимые
вещества)
Осмос – диффузия воды в область более концентрированного
раствора (гипотоническая, изотоническая, гипертоническая
среда) например солевые слабительные, мочегонные средства
Активный транспорт – с увеличением концентрации
вещества, осуществляется белками - переносчиками с затратой
энергии, процесс насыщаемый (аминокислоты, пурины)
Пиноцитоз – поглощение, захват макромолекул (белки, гормоны)
с затратой энергии Всасывание лекарственных веществ из кишечника против
градиента концентрации может обеспечиваться
Активным транспортом
Активный транспорт лекарственных веществ через
мембраны
эпителиальных клеток кишечника:
1. Требует затраты энергии.
2. Может осуществляться против градиента концентрации.
3. Обеспечивает всасывание некоторых гидрофильных
полярных молекул.
4. Является насыщаемым процессом.
Всасывание лекарственных веществ из кишечника путем
фильтрации:
1. Зависит от величины молекул лекарственных веществ.
2. Характерно для мелких гидрофильных молекул.
Основные механизмы всасывания лекарственных веществ
при подкожном и внутримышечном введении:
1. Пассивная диффузия.
2. Фильтрация через межклеточные промежутки Всасывание из ЖКТ слабых электролитов при
повышении степени их ионизации ослабляется
Лекарства, введенные через рот обычно
всасываются путем пассивной диффузии.
Скорость пассивной диффузии липофильных
лекарственных веществ через эпителий
пищеварительного тракта определяется:
1. Степенью липофильности вещества.
2. Градиентом концентрации.
В кислой среде пищеварительного тракта должны
лучше всасываться слабокислые лекарственные
вещества
В щелочной среде пищеварительного тракта
лучше всасываются лекарственные вещества,
являющиеся слабыми основаниями
При внутримышечном введении хорошо
всасываются:
как липофильные, так и гидрофильные соединения. Через гистогематические барьеры из крови
в ткани легче проникают:
Неполярные липофильные соединения.
Более равномерно распределяются в
организме:
Липофильные соединения.
Лекарственные вещества, связанные с
белками плазмы крови Не проявляют
фармакологической активности.
связывание лекарственных веществ с
белками плазмы крови препятствует их
почечной экскреции
Распределение
От распределения зависит скорость наступленияфармакологического эффекта,
его интенсивность и продолжительность
Распределение проходит
с различной скоростью и равномерностью Неравномерное распределение связано с
различиями в проницаемости биобарьеров,
интенсивности кровоснабжения тканей.
Лекарства неспецефически и обратимо
связываются с белками плазмы (прочность
связи влияет на скорость наступления
эффекта и продолжительность действия)
Существует динамическое равновесие между
свободной и связанной фракцией препарата
Свободная фракция препарата
диффундирует из сосудистого русла и
распределяется в водной фазе организма.
Липофильные вещества депонируются
жировой тканью, создавая депо
Накапливаются также в костной ткани и
соединительной тканиСостояние лекарственного вещества
после всасывания
в кровьСкорость распространения лекарств по организму
быстрой
медленной
умеренной
В тканях и органах
с интенсивным
кровоснабжением:
мышцы,
печень,почки
В крови и
межтканевой
жидкости
В костях, волосах.
ногтях,
стекловидном теле
Основные факторы, определяющие
распространение лекарств в организме
Особенности
препарата
Способ введения
Способность
преодоления
биобарьеров
органотроп
ность
Скорость
кровотока
Интенсивность
кровоснабжения
Распределение
Объем распределения показывает:В каком объеме жидкости должно равномерно
распределиться попавшее в кровоток вещество,
чтобы его концентрация равнялась концентрации
вещества в плазме крови.
Показатель «объем распределения»:
Дает представление об относительном
распределении лекарственного вещества между
плазмой крови и другими жидкостями организма.
Связывание лекарственного вещества с белками
плазмы крови уменьшает объем его распределения.
Биотрансформация
Это биохимический процесс превращениячужеродного вещества (ксенобиотика) в
водорастворимое (более ионизированное,
полярное) состояние для быстрого его
выведения.
Процесс ферментативный. Протекает в
основном в эпителиальных клетках печени.
Необходимо уменьшать дозы лекарства при
заболевании печени.
Незначительные количества инактивируются
в тканях желудочно-кишечного тракта,
легких, коже и плазме крови.Факторы, влияющие на метаболизмОсновные пути метаболизма
Лекарственных веществ
Метаболическая
Трансформация
Окисление
Восстановление
Гидролиз
Замена радикалов
и другие
Снижение или утрата
фармакологической
активности
Конъюгация молекул
лекарственных веществ
и его метаболитов
с глюкуроновой, серной,
Фосфорной и другими
кислотами
Увеличение растворимости
в воде и ускорение
выведения из организма
Биотрансформация
микросомальные ферменты печенине обладают субстратной специфичностью
Преимущественная направленность изменений
лекарственных веществ под влиянием микросомальных
ферментов печени:
1.Повышение гидрофильности.
2. Снижение фармакологической активности.
3. Повышение полярности
Микросомальные ферменты печени воздействуют
преимущественно на липофильные соединения
при биотрансформации лекарственных веществ могут
образовываться фармакологически более активные вещества
(пролекарства), продукты биотрансформации лекарственных
веществ могут превосходить по токсичности исходные
соединения
Повышение активности микросомальных ферментов печени
обычно (индукция)
1.Уменьшает длительность действия лекарственных
средств.
2. Снижает концентрацию лекарственных средств в крови
3. приводит к привыканию (толерантности, адаптации)Экскреция
почки
кишечник
железы
легкие
Пути выведения
Принципы выведения веществ почками Выведение веществ зависит от их растворимости в воде и реакциимочи.
Для ускорения выведения почками слабокислых соединений реакцию
первичной мочи необходимо изменить:
В щелочную сторону.
Для ускорения выведения почками слабых оснований реакцию
первичной мочи изменяют:
В кислую сторону.
При щелочной реакции мочи быстрее выводятся кислотные
соединения, это свойство используется при отравлении лекарствами
(алкалоидами)
Способность накапливаться в органах на пути выведения и создавать
там высокие концентрации используется в лечебных целях
(нитроксолин) и это нужно учитывать при осложнении
(сульфаниламиды)
Необходимо уменьшать дозы лекарства при почечной
недостаточности и печёночной патологии.
В почечных канальцах плохо реабсорбируются и быстрее
выводятся:
1. Полярные соединения.
2. Гидрофильные соединения
В почках ограничена фильтрация веществ, связанных с белками
плазмы крови.Круги циркуляции
лекарственных веществ
в организме
Обратное
всасывание
В кровь Липофильные вещества по сравнению с
гидрофильными:
1. Хорошо всасываются при энтеральном введении.
2. Более равномерно распределяются в тканях
организма.
3. Легко подвергаются реабсорбции в почках.
Полярные лекарственные вещества:
1. Плохо всасываются при энтеральном введении.
2. Плохо проходят через гистогематические барьеры.
3. Хорошо выводятся почками в неизмененном виде.
Элиминация
Процесс освобождения организма от лекарственноговещества в результате инактивации и выведения.
Период полувыведения препарата Т 1/2 Период «полужизни» (период полу
элиминации):
Время, за которое концентрация вещества в
плазме крови снижается вдвое.
Константа скорости элиминации показывает:
какая часть имеющегося в организме вещества
удаляется из организма в единицу времени
посредством биотрансформации и экскреции.
Этот показатель используется для рационального
режима дозированияЗнание путей выведения позволяет
Правильно
рассчитать дозу
Предупредить
токсические
проявления
Усилить выведение
веществ при
отравлении Общий клиренс - показатель,
характеризующий:
Элиминацию лекарственного вещества из организма
Факторы, влияющие на общий клиренс
лекарственного вещества:
1. Скорость биотрансформации.
2. Скорость экскреции.
Скорость элиминации лекарственного вещества
путем биотрансформации определяется
показателем:
Метаболический клиренс.
Основная составляющая метаболического
клиренса:
Печеночный клиренс.
Почечный клиренс показывает, какой объем плазмы
крови освобождается от лекарственного вещества в
единицу времени.
Биодоступность
Степень всасывания лекарственных веществ, при введениивнутрь, можно оценить с помощью показателя
биодоступность
При введении вещества внутрь его биодоступность в целом
определяется:
1. Степенью всасывания вещества в ЖКТ.
2. Метаболизмом вещества при первом прохождении через
печень.
биодоступность лекарственного вещества определяется как
отношение количества неизмененного вещества, достигшего
системной циркуляции, к введенной дозе или
Характеризуется долей лекарственного вещества от
введенной дозы, которая поступает в системный кровоток в
активной форме,
то есть - это полнота и скорость всасывания ЛС в системный
кровоток.
Определяют время наступления действия и его силу.
Высокая биодоступность при внутривенном и
внутриартериальном введении 100% Биодоступность зависти от возраста больного
В педиатрии необходимо учитывать
особенности всасывания у детей (желудочный
сок нейтральный,меньше всасываются
жирорастворимые вещества)
У пожилых людей физиологическое старение
и наличие заболеваний, всасывание
непредсказуемо
У женщин эстрогены тормозят
перистальтику кишечника
биодоступность
Отношение количества неизменных лекарственных в-в, достигшихплазмы крови после биотрансформации, к общему количеству в-в
поступивших в органзм
Количество неизменных в-в,
поступивших в кровь
БД
Количество введенных
лекарственных в-в
На биодостуность влияют
Способ
введения
Лек.форма
Особенности
организма
Особенности
препарата
Дифильные основы представляют собой иногда очень сложные композиции, которым присущи свойства как липофильных, так и гидрофильных основ. Они обеспечивают хорошее всасывание лекарственных субстанций, имеют хорошие консистентные свойства, не задерживают природный газо- и теплообмен кожи.
Таким образом, им присущи более оптимальные свойства, чем липофильным и особенно углеводородным основам. Условно их подразделяют на абсорбционные (способные поглощать значительное количество воды или водных растворов) и эмульсионные.
В состав абсорбционных мазевых основ входят липофильные компоненты: вазелин, растительные масла, масло вазелиновое, церезин и эмульгаторы типа в/м (ланолин безводный, эмульгатор №1, эмульгатор Т-2, моноглицериды дистиллированные, спирты шерстного воска, гидролин, спены, пентод, спирты цетиловый, стеариновый).
Из абсорбционных основ наиболее широко используются различные сплавы вазелина с ланолином безводным: основа для приготовления глазных мазей (9:1) и основа для приготовления мазей с антибиотиками (6:4). Для приготовления мазей с серой, цинка оксидом, салициловой и борной кислотами, гидрокортизоном, дегтем, калия иодидом, ихтиолоим, стрептоцидом и т.д. со сроком годности 2 года может быть использована абсорбционная основа такого состава: спиртов шерстного воска 6 г, церезина 24 г, вазелина 10 г, масла вазелинового 60 г. Если церезин заменить парафином, получим абсорбционную основу, которая используется для приготовления мази “Салипар” (салициловой кислоты 2%).
Эмульсионное основы типа в/м могут быть представлены известной консистентной эмульсией вода - вазелин (состав см. табл. 19.6). Эта основа предложена как заменитель свиного жира. Ее следует использовать для приготовления таких мазей: серной простой, с калия иодидом, со скипидаром, “Сунореф” и др. Она легко поглощает воду и глицерин (100%), спирт этиловый (25%), димексид (35%), водные и спиртовые вьггяжки. Например, мазь с календулой имеет такой состав: настойки календулы 10 г, эмульсии вода - вазелин 90 г.
Для приготовления мазей с труднорастворимыми и нестабильными в воде антибиотиками рекомендуются основы “Эсилон-1” (эси- лон-аэросильной основы - 45%, гидролина - 5%, ПЭО-400 - 20%, воды очищенной - 30%) и “Эсилон-2” (эсилон-аэросилъной основы - 45%, гидролина - 5%, воды очищенной - 50%). При их приготовлении эсилон-аэросильную основу смешивают с гидролином при температуре 50-60°С (на водяной бане) и при постоянном перемешивании добавляют гидрофильные компоненты.
Заслуживают внимания основы, которые содержат эмульгаторы пентол: пентола 2 г, вазелина 38 г, воды очищенной 60 г ж сорбитано- олеат: сорбитаноолеата 2,5 г, вазелина 47,5 г, воды очищенной 50 г. Основы получают путем сплавления эмульгатора с вазелином и постепенного добавления воды к полуохлажденному сплаву при перемешивании. Основы стойкие при хранении в комнатных условиях и имеют густую сметанообразную консистенцию, легко наносятся на кожу.
Эмульсионные основы типа м/в легко отдают лекарственные субстанции, смешиваются с водными растворами веществ и выделениями ран, обсуловливают охлаждающий эффект и увлажняющее действие. Мази, приготовленные на этих основах, можно наносить на большие площади кожи без нарушения перспирации (выделение кожей водных паров и газов), из них легко всасываются лекарственные вещества.
В эмульсионные основы типа м/в наиболее часто входят неино- генные (твины) или ионогенные (эмульгатор №1, эмульсионные воски, натрия лаурилеульфат, натрия етеарилсульфат) эмульгаторы. Эмульгатор №1 можно использовать в составе мазей, в которые входят сок алоэ, растительные масла, масло вазелиновое, вазелин, парафин, глицерин, натрий-КМЦ, спиртовые и водные растворы лекарственных веществ.
Одна часть эмульгатора N91 способна заэмульгировать девять частей воды. Эмульгатор №1 широко используют в производстве линиментов (алоэ, синтомицина, стрептоцида, тезана и др.) и мазей (“Випросал”, “Ундецин”, “Цинкундан” и др.). Значительно реже используют твин-80 (мази с амфотерицином В, декамином, прополисом).
Для приготовления мазей с анестетиками (анестезином, лидока- ином, новокаином, дикаином и др.) используют основу на базе эмульсионных восков (табл. 19.6).
По способности лекарственных веществ всасываться из мазей через кожу все мазевые основы можно разместить в такой последовательности: гидрофильные гели - эмульсионные основы типа м/в - эмульсионные основы типа в/м - абсорбционные - гидрофобные. Однако, как свидетельствует практика, могут быть исключения. Прежде всего следует учитывать действие лекарственной субстанции, ее свойства, возможное взаимодействие с компонентами мази и другие факторы.
Таким образом, в фармацевтической практике имеется значительный ассортимент мазевых основ с разнообразными свойствами. Добавление к ним отдельных мазевых компонентов (растворителей, ПАВ, загустителей, активаторов всасывания и др.) позволяет значительно улучшить их качество и повысить эффективность мази.
