3 курс / Фармакология / Фармакокинетический_мониторинг_лекарственных_средств_И_Ф_Беленичев

Определить основные показатели обратимого комплексообразования белков сыворотки крови с веществом А (константу степени ассоциации и число мест связывания).

			Таблица 2.
	Данные равновесного диализа
		Концентрация	Концентрация
		исследуемого препарата	Исследуемого препарата
№ опытов		в большой ячейке	В большой ячейке
		контрольной камеры	Опытной камеры(10-5
		(10-5моль)-Сбк	моль) Св =- C f
1.		2,60	2,35
2.		3,20	2,90
3.		4,20	4,00
4.		5,10	4,70
5.		7,00	6,50
6.		9,00	8,30
7.		11,75	11,00
8.		12,25	11,50
9.		13,50	12.75
10.		19,50	18,60
11.		20,10	18,70
12.		26.00	25.00
13.		26.50	25.40
14		42,50	41,25
15.		51.00	50.00
16.		56.50	55,00

РЕШЕНИЕ

С целью определения константы скорости ассоциации и числа мест связывания необходимо, прежде всего убедиться в насыщении лигандом (изучаемым веществом А) сывороточных белков. С этой целью на основании опытных данных строят изотермы связывания (см. рис. 3).

31

Рис. 3. Изотермы связывания вещества А

Как видно из приведенных данных насыщение сывороточных белков наступает при значении Ст около 41.

Для определения величин искомых показателей вычисляем свободную фракцию изучаемого соединения и отношение его свободной к связанной

фракции,		что необходимо для построения графиков в координатах								Скетчарда
(см. табл.3).
										Таблица 3.
				Расчетные величины концентраций
								)
		Концентрация исследуемого			Концентрация			бо
								-С
№		препарата в большой ячейке			исследуемого препарата в					CB
								бк
Опытов		контрольной камеры			большой ячейке опытной			С		CF
								=3(
		(10	-5	моль) - Сбк	камеры (10	-5	моль)Св=СF
								С
1.				2,60	2,35			0,75		0,319
2.				3,20	2.90			0,90		0,310
3.				4,20	4,00			0,60		0,150
4.				5,10	4,70			1,20		0,255
5.				7,00	6,50			1,50		0,231
6.				9,00	8,30			2,10		0,253
7.				11,75	11,00			2,25		0,205
8.				12,25	11,50			2,25		0,196
9.				13,50	12,75			2,25		0,176
10.				19,50	18,60			2,70		0,145
					32

Данная книга в списке рекомендаций к покупке и прочтению форума сайта https://meduniver.com/

					)
		Концентрация исследуемого		Концентрация	бо
					-С
	№	препарата в большой ячейке		исследуемого препарата в		CB
					бк
	Опытов	контрольной камеры		большой ячейке опытной	С	CF
					=3(
		-5		-5
		(10 моль) - Сбк		камеры (10 моль)Св=СF
					С
	11.		20,10	18,70	4,20	0,225
	12.		26,00	25,00	3,00	0,120
	13.		26,50	25,40	3,30	0,130
	14.		42,50	41,25	3,75	0,091
	15.		51,00	50,00	3,00	0,060
	16.		56,50	55,00	4,50	0,082

Следующим этапом строим графики в координатах Скетчарда (см. рис. 4). При этом, следует учитывать тот факт, что график в координатах Скетчарда должен выглядеть в виде прямой линии, для чего необходимо методом наименьших квадратов или графическим методом выровнять полученные значения.

Рис. 4. График в координатах Скетчарда для расчета константы асоциации и числа мест связывания

Для определения основных показателей, характеризующих процессы обратимого комплексообразования сывороточных белков необходимо определить точки пересечения прямой с осью абсцисс и ординат и на их основании вычислить константу ассоциации и число мест связывания.

	N =	A/Ka/K	= 9, Kaac =	A		= 4.12 × 106
		4.4 × 10−3		N

33

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ ПО ОРГАНАМ И ТКАНЯМ

После резорбции лекарственное вещество распространяется в организме, причем характер распределения лекарственных средств определяется целым рядом факторов. Наиболее важный из них является интенсивность регионарного кровотока, растворимость в липидах, степень связывания с белками плазмы крови.

Уже в первые минуты после всасывания основная часть лекарственного вещества попадает в те органы и ткани, которые наиболее активно перфузируются кровью – сердце, печень, почки. Медленнее происходит насыщение лекарственными препаратами мышц, слизистых оболочек, кожи, жировой ткани. Для создания в этих тканях терапевтических концентраций лекарственных веществ требуется от нескольких десятков минут до нескольких часов.

Липофильные лекарственные средства хорошо растворяются в липидах, что может привести к созданию значительных тканевых депо.К препаратам, избирательно накапливающимся в жировок ткани относятся барбитураты.

Таким образом, характер распределения зависит от:

•Степени растворимости в липидах,

•Степени сродства к транспортным белкам,

•Интенсивности регионарного кровотока,

•Наличия физиологических барьеров.

Основные места распределения лекарственных средств: o Внеклеточная жидкость;

o Внутриклеточная жидкость; o Жировая ткань.

Изучение проникновения лекарственных средств в органы и ткани имеет большое теоретическое и практическое значение для правильного проведения фармакотерапии. Важность проблемы определяется тем, что местом действия большинства лекарственных препаратов является не кровь, а другие ткани и клетки. Например, в подавляющем большинстве случаев инфицирующие микроорганизмы также локализуются в межклеточном пространстве и в клетках, в связи с чем лечебный эффект антимикробных препаратов связан с созданием там достаточной для подавления роста бактерий концентрации. Органотропное и связанное с ним токсическое действие ряда препаратов связано с созданием токсических концентраций в органах и тканях.

После попадания в системный кровоток лекарственное вещество распределяется по различным тканям организма. Характер распределения лекарственного средства определяется:

34

Данная книга в списке рекомендаций к покупке и прочтению форума сайта https://meduniver.com/

растворимостью его в липидах,

степенью связывания с белками плазмы крови,

интенсивностью регионального кровотока и многими другими факторами. Большая часть лекарственного вещества в первые минуты после всасывания

попадает в те органы и ткани, которые наиболее активно кровоснабжаются - сердце, печень, почки. Медленнее происходит насыщение лекарственным препаратом мышц, слизистых оболочек, кожи и жировой ткани. Для достижения терапевтических концентраций лекарственных веществ в этих тканях требуется от нескольких минут до нескольких часов. Важным фактором, определяющим распределение лекарственного вещества, является скорость его диффузии в различные ткани. Легко и быстро происходит диффузия в интерстициальную ткань. Капилляры хорошо проницаемы и для водорастворимых, и для жирорастворимых веществ, поэтому водорастворимые препараты (например, стрептомицин), которые плохо всасываются из кишечника, вводят парентерально. Они хорошо проникают во внеклеточные области, но не оказывают действия на ЦНС и другие органы , попасть в которые вещество может только преодолев мембранные барьеры. Растворимые в жирах препараты (например, газообразные анестетики) быстро распределяются по всему организму, одинаково хорошо проникая во внеклеточные и внутриклеточные области.

Степень тканевой проницаемости для лекарственных средств зависит от ряда факторов. К ним относится величина концентрации препаратов в крови , их связывание белками сыворотки крови, а также белками в межклеточном пространстве и внутри клетки, скорость проникновения через различные мембраны, скорость кровотока в тканях, наличие тех или иных заболеваний, которые могут влиять на эти показатели. Связывание с белками сыворотки крови или с клеточными мембранами (или оба эти фактора вместе) вызывают снижение концентраций препаратов на тканевой стороне этих мембран, напротив, чем больше мест связывания на стороне ткани, тем выше общая тканевая концентрация лекарственного средства.

Перенос лекарственных средств через мембраны, как правило, происходит или путем пассивного транспорта или посредством активного транспорта. В первом случае вещества проходят через мембрану вследствие неодинаковой растворимости в воде и липидах. При активном транспорте препараты накапливаются в клетках в концентрации, существенно превышающей их концентрацию в окружающей среде, что связано с переносом препарата через мембрану против градиента концентрации за счет использования энергии макроэргов. Скорость кровотока влияет на тканевую проницаемость для лекарственных средств при однократном их применении. Этот показатель играет

35

меньшую роль (или вообще не играет)при курсовом применении препаратов при стабильных концентрациях в сыворотке крови.

Различные заболевания могут изменить характер всех факторов, влияющих на тканевую проницаемость лекарственных средств и изменить уровень сывороточных и тканевых белков или их структуру, повышая или снижая количество мест связывания данного лекарства. Патологические процессы могут изменять мембранную проницаемость. Воспаление может разрушить энергозависимый транспортный процесс. Кровоток в месте инфекции может повышаться или снижаться. Наличие любого из этих факторов в результате заболевания может привести к изменению проникновения препарата в ткани.

Методические особенности исследования распределения лекарств у человека

По вполне понятным причинам масштабы изучения распределения лекарственных средств по органам и тканям человека ограничены. При изучении новых препаратов ориентировочные представления об их распределении в организме могут быть получены в опытах на животных. Следует, однако, иметь в виду, что видовые различия в фармакокинетике лекарственных средств могут быть весьма существенными. Приведенные примеры свидетельствуют о существенных в некоторых случаях различиях в распределении препаратов у человека и лабораторных животных, которые ограничивают перенесение результатов экспериментального исследования на человека.

Кроме основных биологических субстратов, широко применяемых при фармакокинетических исследованиях в клинике – крови и мочи для анализа распределения препаратов используются, хотя и не очень широко, желчь, пот, слюна, молоко, плевральная абдоминальная, перикардиальная, синовиальная, спинномозговая и другие жидкости организма, различные секреты _ мокрота, простатическая жидкость, ушной и синусовые секреты. Все методы исследования внесосудистой проницаемости лекарственных средств у человека можно разделить на 5 групп:

1)моделирование проникновения препаратов в экстраваскулярную жидкость

in vivo;

2)прямое исследование концентраций в кусочках органов и тканей;

3)модельные системы для оценки распределения лекарственных средств in

vitro;

4)расчетные методы;

5)оценка распределения препарата по динамике эффекта.

36

Данная книга в списке рекомендаций к покупке и прочтению форума сайта https://meduniver.com/

Методы, моделирующие проникновение лекарств в экстраваскулярную жидкость у человека, включают имплантирование под кожу перфорированных капсул или отрезков стерильных нитей; образование волдырей путем наложения каустических веществ, например кантаридина, или путем наложения присосок на кожу; образование кожных окон в результате экскориации кусочков кожи.

Получение интерстициальной жидкости у человека путем подкожной имплантации инородных тел применяется редко. Эти методы широко используются при изучении тканевой проницаемости в эксперименте на животных. Детальное изучение этого процесса в эксперименте помогает правильно интерпретировать данные, полученные при исследовании у человека. Во всех экспериментальных исследованиях с имплантированными подкожно камерами и другими объектами показано, что максимальная концентрация лекарственных средств в этих камерах достигается позже, чем в сыворотке крови, а последующая элиминация препаратов происходит медленнее.

Достаточно широко применяются методы образования кожных волдырей и «кожных окон».

Патологические процессы, в том числе и инфекции, как уже указывалось выше, могут существенно изменить тканевую проницаемость для препаратов.

Методы непосредственного измерения концентрации препаратов в кусочках органов и тканей применяются достаточно широко. В зависимости от способа получения исследуемых образцов их можно подразделить на 3 подгруппы: 1) анализ биопсийного материала; 2) анализ аутопсийного материала; 3) анализ резекционного материала.

Биопсийный материал используется для определения тканевой концентрации лекарственных средств сравнительно редко. Значительно чаще применяется определение содержания препаратов в пунктатах, получаемых с диагностической или лечебной целью (спинномозговая жидкость, синовиальная жидкость и др.).

Использование для исследования распределения препаратов секционного материала осложняется тем, что концентрация препаратов в образцах тканей, полученных через 12-24 ч после смерти, могут быть источником ошибки в результате резкого снижения концентрационного градиента между кровью и тканями в процессе аутолиза. Анализ секционного материала, полученного вскоре после смерти, дает вполне удовлетворительные результаты. Наиболее часто применяется анализ резекционного материала, полученного во время операций. По существу, вся топографическая фармакокинетика исследована этим методом.

Преимущества перечисленных методов перед методами первой группы заключаются в том, что в этом случае определяется концентрация лекарственных средств непосредственно в тканях человека. Вместе с тем важной методической проблемой при проведении таких исследований является установление уровня

37

препарата собственно в тканях , поскольку все исследуемые тканевые образцы содержат кровь и интерстициальную жидкость.

К системам, используемым для оценки распределения лекарственных средств in vitro, относятся методы из учения поглощения препаратов клетками (лейкоцитами, эритроцитами, фибробластами и др.) и субклеточными фракциями (ядрами, митохондриями и др.). Эти методы позволяют оценить характер распределения препаратов между жидкой фазой и форменными элементами крови, особенности проникновения их в отдельные клетки, закономерности внутриклеточного распределения, характер взаимодействия с клетками и органеллами и др.

Расчетные методы. В математических моделях фармакокинетики так или иначе учитывается распределение препарата в организме. Для этого вводится специальный параметр – объем распределения.

Соотношение количества препарата в камерах двухчастевой модели после достижения равновесного состояния можно определить с помощью констант скоростей переноса препарата между камерами.

Для многих препаратов динамика фармакокинетического эффекта тесно связана с уровнем препарата, проникающего к «месту действия». Сопоставлением изменений эффекта в зависимости от изменений концентраций в крови можно получить полезную информацию о кинетике препарата в «месте действия»

Проникновение лекарственных средств через гематоэнцефалический барьер

При лечении заболеваний центральной нервной системы (ЦНС) необходимо создать в ней достаточный уровень препаратов. Известно, что только немногие препараты проникают в терапевтических концентрациях в спинномозговую жидкость; например, из антибиотиков этим свойством обладает только хлорамфеникол. Еще более трудным является проникновение лекарств в ткань головного мозга. Препятствием для проникновения лекарственных средств в ЦНС является гематоэнцефалитический барьер. Следует иметь в виду наличие двух барьеров: гематоликворного и гематомозгового, которые имеют существенные различия.

Гематоликворный барьер состоит из эпителиальных клеток сосудистого сплетения, а гематомозговой барьер составляет окончания капилляров в ткани мозга и окружающие их слои глиальных клеток. Функциональные различия между двумя барьерами проявляются в неодинаковой проницаемости для препаратов.

Большинство лекарств проникают в спинномозговую жидкость путем пассивного транспорта со скоростью, зависящей от их липофильности. Некоторые препараты проникают в ликвор с помощью системы активного транспорта. Удаление липидорастворимых веществ из ЦНС может происходить через барьеры

38

Данная книга в списке рекомендаций к покупке и прочтению форума сайта https://meduniver.com/

(гематоликворный и гематомозговой ) в обратном направлении. Предполагается, что основным путем удаления как липидорастворимых, так и полярных соединений является фильтрация через ворсинки паутинной оболочки. Некоторые препараты например пенициллин, катионы гексаметония выделяются из ЦНС с помощью активного транспорта.

На проникновение лекарственных средств через гематоэнцефалитический барьер влияет ряд факторов, некоторые из которых определяются свойствами препарата, другие - состоянием организма больного.

Через гематоэнцефалитический барьер достаточно хорошо проникают лекарственные средства, обладающие высокой липидорастворимостью. Например, скорость диффузии тиопентала в мозг лимитируется только скоростью кровообращения в мозге.

Величина рКа препаратов влияет на степень и скорость проникновения лекарств в спинномозговую жидкость. Характер этого влияния зависит в значительной степени от различий в величинах рН крови и спинномозговой жидкости. Меняя рН плазмы, можно изменить градиент рН между плазмой и ликвором. В этих случаях распределение между ликвором и плазмой препаратов, степень ионизации которых не изменяется при физиологических значениях рН крови (сульфаниламид, остается постоянным, а для лекарственных средств, степень ионизации которых в крови возрастает, отношение уровней ликвор/плазма понижается.

На проникновение лекарственных средств оказывает влияние степень их связывания сывороточными белками, так как проникает через гематоэнцефалический барьер только свободное лекарство.

При повышении концентрации лекарственных средств в сыворотке крови увеличивается их концентрация в ликворе. Факторы, способствующие повышению концентраций лекарств в крови, повышают возможность их проникновения в спинномозговую жидкость. При заболеваниях, сопровождающихся повышением концентрации препаратов в крови, часто отмечается их более высокое содержание и в ликворе.

Важным фактором, влияющим на проникновение лекарственных средств через гематоэнцефалический барьер, является воспаление мозговых оболочек. Препараты, которые в нормальных условиях не проникают в спинномозговую жидкость или проникают в небольших количествах, при менингите определяются в ней в значительных количествах. При этом степень проницаемости барьера зависит от выраженности воспалительного процесса.

Отмечены различия в проницаемости гематоэнцефалического барьера для препаратов при менингитах различной этиологии: проникновение β-лактамных антибиотиков (цефоперазона, цефтриаксона, цефуроксима и моксалактама) в

39

спинномозговую жидкость кроликов с менингитом, вызванным Streptococcus pneumoniae, было ниже (2,7 – 8,7%), чем при менингите, вызванном Haemophilus influenzae, - 5 – 13,8%.

Установлена корреляция между содержанием белка в спинномозговой жидкости и степенью проникновения препаратов через гематоэнцефалический барьер.

Парентеральное введение лекарственных средств приводит к созданию достаточно высоких уровней препаратов в желудочках мозга.

В ряде случаев недостаточно эффективное лечение менингита антибиотиками может быть связано с их быстрым метаболизмом в организме и быстрым выведением из ликвора. Отмечено, что проникновение в спинномозговую жидкость цефалотина и его метаболита дезацетилцефалотина происходит примерно в одинаковой степени, но метаболит, обладающий более низкой антибактериальной активностью, выводится из спинномозговой жидкости с меньшей скоростью, чем исходный антибиотик, кроме того, превращении цефалотина в дезацетилцефалотин происходит также в сосудистом сплетении мозга.

При повторных введениях лекарственных средств отмечается тенденция к их кумуляции в спинномозговой жидкости в результате более медленной элиминации препаратов из ликвора по сравнению с элиминацией из сыворотки крови. Препараты довольно медленно выделяются из ликвора: при введении интратекально гентамицина больным с бактериальным менингитом. При затихании воспалительного процесса в мозговых оболочках выведение препаратов из спинномозговой жидкости еще больше замедляется и при повторных эндолюмбальных введениях лекарств возможно их значительное накопление в ликворе, которое в ряде случаев может оказывать токсическое действие на ЦНС. Это в первую очередь касается препаратов, обладающих нейротропными свойствами, например, описаны случаи судорог при высокой концентрации пенициллина в ЦНС.

Увеличение проникновения лекарственных средств в спинномозговую жидкость может происходить при ряде заболеваний, не сопровождающихся воспалением мозговых оболочек, например, при травмах черепа, у нейрохирургических больных, при различных видах шока. Некоторые лекарства могут влиять на проницаемость гематоэнцефалического барьера.

Имеются данные, что в раннем детском возрасте и у стариков наблюдается повышенная проницаемость гематоэнцефалического барьера.

Менее изученным в клинике является проникновение лекарственных средств через гематомозговой барьер. Проникновение препаратов в ткань мозга может

40

Данная книга в списке рекомендаций к покупке и прочтению форума сайта https://meduniver.com/