Метаболизм лекарственных веществ

 

Органические вещества подвергаются в организме различным химическим превращениям (биотрансформации). Выделяют два вида превращений лекарственных веществ: метаболическую трансформацию и конъюгацию. Метаболическая трансформация – превращение веществ за счет окисления, восстановления и гидролиза. Конъюгация – биосинтетический процесс, сопровождающийся присоединением к лекарственному веществу или его метаболитам ряда химических группировок. (Рис.2)

ЭКСКРЕЦИЯ

Рис. 2 Пути биотрансформации ЛС в организме

 

Эти процессы влекут за собой инактивацию или разрушение лекарственных веществ (детоксикацию), образование менее активных соединений, гидрофильных и легко выводимых из организма.

Иногда в результате метаболизма некоторых веществ образуются более активные соединения – фармакологически активные метаболиты. В этом случае речь идет о «пролекарстве».

Главная роль в биотрансформации принадлежит микросомальнымферментам печени, поэтому мы говорим о барьерной и обезвреживающей функции печени. При заболеваниях печени нарушаются процессы биотрансформации и несколько усиливается действие ЛС (за исключением «пролекарств»).

 

Выделение лекарственных веществ из организма (экскреция)

 

Лекарственные вещества через определенное время выводятся из организма в неизмененном виде или в виде метаболитов. Гидрофильны е (растворимые в воде) вещества выделяются почками. Таким способом выделяется большинство ЛС. Поэтому при отравлении для ускорения удаления яда из организма вводят диуретики (Рис.3).

Многие липофильны е ( растворимые в жирах) лекарственные вещества и их метаболиты выводятся через печень в составе желчи, поступающей в кишечник. Выделившиеся в кишечник с желчью ЛС и их метаболиты могут выделиться с калом, всосаться обратно в кровь или подвергаться метаболизму ферментами желчи, кишечника. Таким образом, лекарственное средство долго задерживается в организме. Этот циклический процесс носит название кишечно-печеночной циркуляции (энтерогепатический кумуляции) – дигитоксин, дифенин. Это необходимо учитывать при назначении ЛС, обладающих токсическим действием на печень и больным с заболеванием печени.

МЕТАБОЛИЗМ

АБСОРБЦИЯПОЧЕЧНАЯ ЭКСКРЕЦИЯ

 

Метаболиты

О Б Щ И Й К Р О В О Т О К

(гидрофильные)

ЛС

липофильное

(ацетилирование

окисление

восстановление

гидролиз

конъюгация

и др.)

 

ЛС

гидрофильное

 

Рис. 3 Всасывание, метаболизм и выведение ЛС

 

Лекарственные вещества могут выводиться через потовые и сальные железы (йод, бром, салицилаты). Летучие лекарственные вещества выделяются через легкие с выдыхаемым воздухом. Молочные железы выделяют с молоком различные соединения (снотворные, спирт, антибиотики, сульфаниламиды), что следует учитывать при назначении лекарственного средства кормящим женщинам.

Процесс освобождения организма от лекарственного вещества в результате инактивации и выведения обозначается термином элиминация (от лат. – eliminare – изгонять).

Константа скорости экскреции – скорость выведения ЛС с мочой и другими путями.

Общий клиренс (от англ. сlearance – очистка ) ЛС – объем плазмы крови, очищаемый от ЛС за единицу времени (мл/мин) за счет выведения почками, печенью и доугими путями.

Период полувыведения (Т_0,5) – время, в течение которого концентрация ЛС в плазме уменьшается наполовину от ее начальной величины.

Этот показатель отражает связь между объемом распределения и клиренсом вещества. Известно, что при введении постоянной поддерживающей дозы ЛС через одинаковые временные интервалы, в среднем через 4-5 Т_0,5 в плазме крови создается его равновесная концентрация (см. ниже). Поэтому через этот период чаще всего оценивается эффективность лечения.

Чем короче Т_0,5, тем быстрее наступает и прекращается лечебное действие ЛС, тем более выражены колебания его равновесной концентрации. Поэтому для уменьшения резких колебаний равновесной концентрации при длительной терапии используют ретардные формы ЛС.

Глава 2.2 Вопросы фармакодинамики

Фармакодинамика (от греч. рharmakon – лекарство, dinamis – cила) – раздел общей фармакологии, рассматривающий механизмы и локализацию действия лекарственных средств, изменения в органах и тканях под действием лекарственных веществ, т.е. фармакологические эффекты.

Механизм действия ЛС

 

Лекарственные вещества, воздействуя на организм, вызывают изменения в деятельности определенных органов, тканей и систем (усиливают работу сердца, устраняют спазм бронхов, понижают или повышают артериальное давление и т.д.). Подобные изменения называются фармакологическими эффектами. Для каждого ЛС характерны определенные фармакологические эффекты. Совокупность эффектов ЛС характеризует спектр его действия.

Все эффекты являются результатом взаимодействия ЛС с клетками и внутриклеточными образованиями тканей и органов или внеклеточными образованиями (например, ферментами). Под механизмом действия ЛС понимают характер взаимодействия его с клетками, обуславливающий специфические для данного вещества фармакологические эффекты.

1 - Чаще всего лекарственные вещества взаимодействуют со специфическими рецепторами клеточных мембран, через которые осуществляется регуляция деятельности органов и систем. Рецепторы – это активные группировки макромолекул, с которыми специфически взаимодействуют медиаторы или гормоны.

Лекарственные вещества, стимулирующие (возбуждающие) эти рецепторы и вызывающие такие эффекты, как и эндогенные вещества (медиаторы), получили название миметиков (от греч. – mimesis – подражание) или стимуляторов или агонистов (от греч. agonistes – соперник, agon - борьба). Агонисты благодаря сходству с естественными медиаторами стимулируют рецепторы, но действуют более продолжительно в связи с их большей устойчивостью к разрушению.

Вещества, угнетающие (блокирующие) рецепторы и препятствующие действию эндогенных веществ называются блокаторами или ингибиторами или антагонистами. Антагонисты, занимая рецептор, не вызывают их активацию и не позволяют естественному агонисту активировать рецепторы. (Рис.4).

Некоторые медиаторы: ацетилхолин норадреналин дофамин серотонин, ГАМК

Нервное окончание

Некоторые средства угнетают синтез и депонирование медиаторов

Многие в-ва активируют (агонисты) или блокируют (антагонисты) рецепторы

 

 

Рис. 4 Принципы действия лекарственных веществ в области синапса

 

2 - Во многих случаях действие ЛС связано с их влияниями на ферментные системы или отдельные ферменты;

3 - Иногда лекарственные средства угнетают транспорт ионов через клеточные мембраны или стабилизируют клеточные мембраны

4 - Ряд веществ влияют на метаболические процессы внутри клетки, а также проявляют другие механизмы действия, которые будут рассмотрены в соответствующих разделах частной фармакологии.

При взаимодействии с соответствующими частями клеток и внеклеточных образований лекарственные вещества вступают в химические связи: ионные, ковалентные, ван-дер-ваальсовы и др.

Действие ЛС может быть специфическим и неспецифическим. К ЛС, обладающим специфическим действием, относятся ЛС, действующие на определенные воспринимающие субстанции (рецепторы, каналы и др.) и вызывающие четко обозначенный фармакологический эффект. Ярким примером может служить действие ЛС, блокирующих или возбуждающих симпатическую или парасимпатическую нервную систему. К неспецифическим относятся вызываемые ЛС разнообразные эффекты, ни один из которых невозможно обозначить как основной фармакологический эффект. К таким ЛС относятся витамины, микроэлементы, адаптогены и др.

Селективность действия ЛС – это способность оказывать определенный желаемый эффект и не вызывать другие нежелательные эффекты благодаря действию на отдельные типы или подтипы рецепторов, каналов, ферментов и др.

Фармакологическая активность ЛС – способность вещества или комбинации нескольких веществ изменять состояние и функции живого организма.

Эффективность ЛС – характеристика степени положительного влияния ЛС на течение или продолжительность заболевания, предотвращение беременности, реабилитацию больных путем внутреннего или внешнего применения.

Виды действия ЛС

Различают несколько видов действия ЛС.

Местное действие – проявляется в местах приложения (нанесения или введения) лекарственного вещества. Таким действием обладают местноанестезирующие, вяжущие средства.

Большинство ЛС при введении в кровь, разносится по организму и оказывает общее или резорбтивное (лат. resorbtio – всасывание) действие на весь организм.

Особенности действия каждого вещества определяются чувствительностью к нему органов и тканей. Резорбтивное действие, сказывающееся преимущественно на определенных органах и тканях, называется избирательным (селективным). Например, избирательное действие сердечных гликозидов на миокард.

Прямое действие проявляется в тканях при непосредственном контакте с лекарством: действие сердечных гликозидов непосредственно на миокард, при этом увеличивается сила его сокращений, а также за счет улучшения кровообращения повышается деятельность почек и усиливается мочеотделение. Такое действие, которое является следствием прямого, называется косвенным.

Разновидностью косвенного действия является рефлекторное, в котором наибольшее значение имеют рефлекторные нервные связи. Воздействие лекарственного средства на ткань приводит к раздражению и возбуждению чувствительных нервных рецепторов. Возбуждающие импульсы по рефлекторной дуге передаются в ЦНС и на другие органы и ткани, вызывая изменение их деятельности. Например, горчичники, положенные на грудную клетку, раздражают кожные рецепторы и рефлекторно улучшают трофику ткани легких.

Действие ЛС называется обратимым, если изменения в органах и тканях исчезают после прекращения его применения (например, средства для наркоза), и необратимым, если изменения не исчезают (прижигающие, коагулирующие, цитостатические средства).

Различают главное и побочное действие.

Под главным понимают положительное, желаемое, лечебное действие лекарства, которое обуславливает его применение, которое используется в каждом конкретном случае с лечебной или профилактической целью. Так как ЛС может обладать многосторонним полезным действием на организм, применение его в лечебной практике в основном определяется какой-либо одной стороной этого действия.

Между тем главное действие часто сопровождается и нежелательным отрицательнымпобочнымдействием. Например, ацетилсалициловая кислота используется в качестве жаропонижающего, противовоспалительного средства, но в то же время вызывает осложнение со стороны желудка.

Нежелательные побочные эффекты различают неаллергической и аллергической природы.

Неаллергическими побочными эффектами считают те эффекты, которые возникают при применении веществ в терапевтических дозах и составляют спектр их фармакологического действия. Нежелательное действие может быть направлено на нервную систему, кровь, органы кровообращения, дыхание, пищеварение, почки и т. д.

Аллергические побочные эффекты неспецифичны, не зависят от дозы, устраняются противоаллергическими средствами. Лекарственные средства выступают в данном случае в роли антигенов (аллергенов).

При передозировке (выше максимальной терапевтической дозы) вещества списка А и Б проявляют токсическое действи е. Оно проявляется в значительном, иногда необратимом нарушении функций отдельных органов и систем.

При назначении лекарственных средств беременным женщинам возможно их отрицательное действие на развитие плода. При приеме некоторых ЛС в первом триместре беременности (первые 12 недель) может быть нарушение внутриутробного развития плода и появление врожденных уродств (заячья губа, отсутствие конечностей и др.). Такое действие называется тератогенным (от греч.teras – урод).

Неблагоприятное действие веществ на плод также в начале беременности, приводящее к гибели плода и выкидышу, обозначают термином э мбриотоксическое (от греч. embryon – зародыш) действие.

В первые 2-3 месяца беременности рекомендуется лекарственные средства не назначать или применять только по абсолютным показаниям. В более поздние сроки беременности неблагоприятное действие веществ, проникающих через плацентарный барьер в ткань плода, обозначается термином фетотоксическое (от лат. fetus – плод) действие (поражение слуховых нервов – антибиотики-аминогликозиды, нарушение развития костной ткани – тетрациклины).

К отрицательному токсическому действию также относится канцерогенное (от лат. cancer – рак) действие – способность веществ вызывать развитие злокачественных опухолей, мутагенное (от лат. mutacio – изменение и греч. genos – происхождение) действие – способность веществ вызывать повреждение зародышевой клетки и генетического аппарата, проявляющееся в изменении генотипа потомства.

Классификация нежелательных эффектов:

Тип А – зависимые от дозы (75%);

Тип В – независимы от дозы (иммунно-аллергические) (25%);

Тип С – эффекты при длительном применении (синдром отмены,

лекарственная зависимость, толерантность);

Тип Д – отсроченные эффекты (тератогенность, мутагенность, канцерогенность).