Взаимодействие лекарственных веществ на этапе всасывания (на примере пероральных лекарств) - процессы переноса лекарственных веществ через биомембраны

Чтобы лекарственные вещества из места введения поступили в системный кровоток, они должны пройти через несколько полупроницаемых клеточных мембран (за исключением случая внутривенного введения). Биомембраны представляют собой бислойный липидный матрикс, в который включены белковые макромолекулы разных размеров и состава. Они служат биологическими барьерами, избирательно препятствующими проникновению в кровь молекул определенной структуры.

Молекулы большинства лекарственных веществ проходят через клеточную мембрану путем пассивной диффузии, перемещаясь из области высокой концентрации (например, из ЖКТ) в область низкой концентрации (кровь) без затрат энергии. Скорость такой диффузии пропорциональна градиенту концентрации вещества и зависит от его растворимости в липидах, степени ионизации, размера молекул и площади поверхности, через которую осуществляется диффузия. Этот концентрационный градиент и служит движущей силой абсорбции. Неионизированные соединения и вещества, имеющие небольшие размеры молекул, диффундируют через липидные мембраны значительно легче по сравнению с ВМС и ионизированными веществами. Транспорту последних может препятствовать также наличие на клеточной поверхности заряженных групп.

Равновесное трансмембранное распределение слабого электролита определяется величиной pKa данного соединения и градиентом pH. Степень ионизации слабого электролита по обе стороны мембраны различается. Например, для любой кислоты с pKa 4,4 в плазме крови (pH 7,4) отношение концентраций неионизированной и ионизированной форм равно 1:1000; а в желудочном соке (рН 1,4) — это отношение, обратное 1000:1. При приеме внутрь слабой кислоты устанавливается градиент концентрации, благоприятствующий ее диффузии через слизистую желудка в плазму крови. Для слабого основания с pKa 4,4 ситуация обратная. Таким образом, лекарственное вещество, находящееся в форме слабой кислоты, например ацетилсалициловой, должно всасываться из желудочного сока лучше, чем слабое основание, к примеру хинидин. Однако независимо от pH среды большинство лекарственных веществ лучше всасывается в тонком кишечнике (pH 5-8). Это противоречие объясняется значительно большей площадью поверхности всасывания и более высокой проницаемостью клеточных мембран в тонком кишечнике.

Некоторые лекарственные вещества, например глюкоза и др., способны проникать через мембраны с помощью облегченной диффузии, которая предполагает наличие переносчика, способного обратимо связываться с соединениями определенной конфигурации, переносить их через биомембрану и высвобождать внутри клетки. Для такой опосредованной диффузии характерны избирательность, насыщаемость и отсутствие энергетических затрат (вещества не транспортируются против градиента концентрации).

Вещества в виде ионов, витамины, сахара, аминокислоты и другие соединения, сходные по своему строению с компонентами тканей организма, могут диффундировать через мембраны с помощью активного транспорта — процесса, характеризующегося избирательностью. Он требует энергетических затрат, субстрат может перемещаться против градиента концентрации. Такие соединения обычно всасываются в специфических участках тонкого кишечника.

Очень редко лекарственные вещества транспортируются в организме путем пиноцитоза, т. е. путем поглощения клетками частиц или жидкостей.