3 курс / Фармакология / Фармакокинетический_мониторинг_лекарственных_средств_И_Ф_Беленичев

повышаться при остром воспалительном процессе и снижаться – при образовании капсулы из фибрина вокруг абсцесса мозга.

Проникновение лекарственных средств через гематоофтальмический барьер

Далеко не все лекарственные средства проникают через гематоофтальмический барьер, имеющий сходные черты с гематоэнцефалитическим барьером. При парентеральном применении препаратов в дозах, создающих достаточно высокую концентрацию в крови, а также при местном применении они обнаруживаются в тканях глазного яблока. Лекарственные средства сравнительно плохо проникают в глубокие слои глаза. Даже при местном применении, когда концентрация в тканях глаза выше, чем при парантеральном использовании, препараты не всегда определяются, например, в стекловидном теле. Воспалительные процессы в глазном яблоке приводят к повышению проницаемости гематоофтальмического барьера.

О проникновении препаратов в ткани глаза у людей, по вполне понятным причинам , имеются ограниченные сведения; в основном проводились исследования жидкости передней камеры глаза.

Проникновение лекарственных средств через серозные и синовиальные оболочки

В большинстве случаев через неизменные серозные оболочки лекарственные средства проникают в небольших количествах или вообще не проходят. В случае асептического или инфекционного воспаления проницаемость серозных оболочек для препаратов повышается и они обнаруживаются в плевральной, перикардиальной и брюшной полостях. Степень проникновения препаратов в серозные жидкости при плеврите, перикардите или перитоните зависит от стадии процесса: в острой стадии воспаления отмечается хорошее проникновение лекарственных средств, в частности антибиотиков, в серозные жидкости, а в стадии стабилизации процесс или при хронических воспалительных заболеваниях их прохождение через оболочки снижается. Аналогичным образом происходит всасывание антибиотиков через воспаленные серозные оболочки при введении их с лечебной целью непосредственно в полости.

Проникновение лекарственных средств через плевру. В большинстве случаев проницаемость плевры при плеврите изучалась для антибактериальных препаратов (так же, как в случаях перитонита или перикардита), поскольку они являются главным лечебным средством при воспалении серозных оболочек инфекционной этиологии.

У людей плевральная жидкость образуется в результате капиллярной фильтрации через висцеральные и париетальные листки плевры; реабсорбция осуществляется через лимфатические сосуды обоих плевральных мембран. В

41

проникновении препаратов через плевру могут играть роль различные факторы: связывание с белками сыворотки крови, молекулярная масса препаратов, их липофильность, связывание с клеточными мембранами и др.

Проникновение лекарственных средств в очаги воспаления и в ткани опухолей

Создание достаточной концентрации лекарственных средств в очаге воспаления является необходимым условием успешного их применения при местных процессах различной локализации. Хорошее проникновение антибактериальных препаратов в очаги асептического воспаления позволяет

предотвратить их инфицирование. Не менее важное значение имеет способность химиотерапевтических противоопухолевых препаратов проникать в опухолевую ткань. Одной из серьезных предпосылок для лечения раневой инфекции является проникновение антибактериальных препаратов в инфицированные ткани. Проблема проникновения лекарственных средств в очаги воспаления достаточно широко изучается в эксперименте на животных; реже встречаются работы, посвященные изучению этого вопроса в клинике.

Экспериментальное изучение проникновения лекарственных средств в асептические очаги воспаления различного происхождения показало, что проницаемость соединительнотканной гранулемы у крыс может значительным образом зависеть от характера применяемой модели. Так при создании гранулемы подкожной имплантацией стерильного марлевого тампона концентрация оксациллина в 20 раз больше, а тетрациклина – в 2 раза меньше, чем при создании гранулемы подкожным введением 10% горчицы в растительном масле. В то же время проникновение ампициллина и канамицина в гранулему практически не различается при применении этих двух моделей.

Сведения о проникновении лекарственных средств в ткани опухолей людей не столь многочисленны, как следовало бы ожидать, учитывая значение проницаемости ткани опухолей для противоопухолевых препаратов в химиотерапии злокачественного роста.

Некоторые лекарственные средства обладают способностью концентрироваться в опухолевой ткани. Таким свойством обладают, в частности, тетрациклиновые антибиотики, которые образуют комплексы с двухвалентными катионами. Способность тетрациклинов избирательно накапливаться в злокачественно измененных тканях была положена в основу их диагностики. Существует, однако, мнение, что диагностическая ценность этого метода преувеличена.

42

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

Лекарственные средства, за исключением тех, которые обладают тропностью к опухолевой ткани, хуже проникают в последнюю, чем в окружающие неизмененные участки.

Проникновение лекарственных средств в очаги воспаления происходит поразному в зависимости от стадии процесса. В острой стадии воспаления, характеризующейся явлениями гиперемии и отека, отмечается достаточно хорошее проникновение препаратов в очаги воспаления. При хронических процессах, сопровождающихся разрастанием соединительной ткани, образованием плотных капсул вокруг абсцессов и каверн неблагоприятные условия для проникновения препаратов в очаги воспаления.

Проникновение лекарственных средств в клетки организма

Исследование клеточной проницаемости для лекарственных средств непосредственно связано с решением ряда вопросов методического характера. К ним, с одной стороны, относится возможность получения и культивирования изолированных клеток вне организма, с другой – разработка методов оценки проникновения препаратов в клетки и внутриклеточного их распределения.

Существенный сдвиг в этой области наметился в результате разработки методики культивирования тканей вне организма, получения однослойных культур и изолированных клеток. Использование этих методик позволяет решить некоторые вопросы клеточной проницаемости для ХТЗ в модельных системах in vitro. Значительные трудности связаны с определением концентрации лекарственного средства внутри клетки. Среди методов определения препарата в клетке без нарушения ее целостности можно выделять микроауторадиографию и флуоресцентную микроскопию. При помощи микроауторадиографии можно достаточно точно исследовать распределение препарата в клетке. Недостатком метода является не всегда четкая доказательность расположения радиоактивной метки на поверхности или внутри клетки. Кроме того, наличие радиоактивной метки внутри клетки не свидетельствует о том, что через клеточную мембрану проникла неизменная молекула лекарства, а не ее фрагмент с меткой.

Менее информативным прямым методом является флуоресцентная микроскопия для препаратов, флуоресцирующих в ультрафиолетовом свете.

Спомощью этого метода можно определить локализацию лекарства в клетки,

апо интенсивности свечения приблизительно оценивать его концентрацию. Снижают ценность метода полуколичественная оценка концентрации препарата, помехи от собственной флуоресценции компонентов самой клетки, а также ограниченное количество флуоресцирующих лекарственных средств.

Вследствие больших трудностей, связанных с прямым определением препаратов в целостной клетке, разрабатываются методы косвенной оценки

43

клеточной проницаемости препаратов. Одним из них является определение проникновения лекарства в клетку по их эффекту, например по действию химиотерапевтических препаратов на расположенные внутри клетки микроорганизмы, т. е. по изменению их количества или морфологии. Однако возможны случаи, когда препарат проникает вглубь клетки, но не оказывает фармакологического или антибактериального действия или из-за потери активности в результате взаимодействия с органоидами клетки, или вследствие изменения чувствительности расположенных внутриклеточных микроорганизмов к препарату.

Другим косвенным методом определения проникновения препаратов в целостную клетку считается оценка степени поглощения их клетками по уменьшению количества лекарства в среде, содержащей клеточную культуру. Недостаток метода заключается в том, что он не позволяет отличить препарат, проникающий в клетку, от препарата, адсорбированного на поверхности клетки. Если же попытаться отмыть возможность извлечения части лекарства из клетки. Такие же трудности встречаются при определении препаратов в лизате разрушенных клеток после их предварительной инкубации с лекарственным средством. При разрушении клеток адсорбированный на поверхности препарат может смешиваться с цитоплазмой и исказить результаты.

Проблема клеточной проницаемости лекарственных средств может быть рассмотрена на примере проникновения химиотерапевтических препаратов, применяемых для лечения инфекций с внутриклеточной локализацией микроорганизмов (туберкулез, бруцеллез, туляремия и др.), а также для лечения опухолей. При рассмотрении проблемы клеточной проницаемости для химиотерапевтических препаратов возникает ряд практически значимых вопросов: проникает ли данный препарат в клетки; если проникает, то в каких количествах; сохраняет ли проникший препарат свою активность, в течение какого времени сохраняется активность препарата в клетке; какие факторы влияют на проникновение препарата в клетку , на его внутриклеточное распределение, на проявление его внутриклеточного действия и др.

С помощью прямых и косвенных методов было показано, что многие антибиотики проникают в клетки млекопитающих, причем в неодинаковых количествах. В большинстве исследований оценка проницаемости клеточных мембран для антибиотиков проводилась по эффекту антибактериального действия препаратов на расположенные внутри клетки микроорганизмы, выражающийся в снижении количества микробов при исследовании с помощью световой микроскопии или в их высеваемости из разрушенных клеток. В ряде случаев проницаемость клеточных мембран для химиотерапевтических препаратов оценивалась по изменению морфологии внутриклеточных бактерий.

44

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

(Сssmax)

Фармакологические параметры,характеризующие процесс распределения:

Фармакокинетические показатели:

Константы скорости перехода препарата между частями (камерами) в многочастевых (многокамерных) моделях (обозначение Kij ,

Размерность – ч-1 , мин-1) параметры, характеризующие скорость выхода препарата из i-ой камеры в j-ую. Например, в двухчастевой модели существуют две константы скорости перехода – одна характеризует скорость перехода из центральной (первой камеры) в периферическую (вторую) и обозначается К12; другая характеризует обратный процесс и обозначается К21. Отношение этих констант определяет равновесное распределение препарата. Суммарно кинетика процесса распределения между двумя камерами характеризуется комплексным параметром, который зависит от констант скоростей всех процессов, учитываемых моделью. В рамках двухчастевой модели этот параметр обозначают ά, его размерность – ч-1, мин-1.

Период полураспределения препарата (обозначеник t1/2 α , размерность – ч, мин) – условный параметр, характеризующий в рамках двухчастевой модели распределение между центральной камерой, включающей плазму крови, и периферической камерой (органы, ткани).Величина t1/2 α соответствует времени достижения уровней препарата, равных 50% от равновесных концентраций, которые получились бы при достижении равновесия между кровью и другими тканями.

Кажущаяся начальная концентрация препарата (обозначение С0 или С0,

размерность моль/л, мкг/л, нг/мл) – условный параметр, равный той концентрации, которая получилась бы в плазме крови при условии введения препарата в кровь и мгновенного распределения его по органам и тканям ( при анализе одночастевой модели) или в объеме центральной камеры ( при анализе двух- и многочастевых моделей). Величина С0 при линейной кинетике препарата в организме прямо пропорционально дозе препарата.

Стационарная концентрация препарата в плазме крови (обозначение Сss, размерность – ммоль/л, мкг/мл, нг/мл) – та концентрация, которая установится в плазме (сыворотке) крови при поступлении препарата в организм с постоянной скоростью. В случае интермиттирующего введения (приема) препарата через одинаковые промежутки времени в одинаковых дозах используют понятие

максимальная стационарная концентрация и минимальная стационарная концентрация (Сssmin).

Объем распределения препарата (обозначение Vd или V, размерность – л, мл)

– условный параметр, характеризующий степень захвата препарата тканями из плазмы (сыворотки) крови. Величина Vd в рамках одночастевой модели равна такому условному объему жидкости, в котором нужно растворить всю попавшую

45

в организм дозу препарата, чтобы получилась концентрация, равная кажущейся начальной концентрации (Со). Часто объем распределения относят к единице массы тела больного (G, кг) и получают удельный объем распределения (обозначение ∆d, размерность – л/кг,мл/г.) В многочастевых моделях вводят понятие объем распределения в i-ой камере (обозначение Vi, размерность – л, мл). Например, при анализе двухчастевой модели рассчитывают объем первой, центральной камеры (V1), в которую входит и плазма крови. Общий или кинетический объем распределения в таких моделях (обозначение - Vβ,

размерность - л, мл) характеризует распределение препарата после достижения состояния квазистационарного равновесия между концентрацией препарата в крови (центральной камере) и других тканях ( периферических камерах). Для двухчастевой модели предложено также использовать параметр стационарный объем распределения (обозначение Vss, размерность – л, мл), который пропорционален величине распределения в первой камере

Vss = V1(К12 + К21)/К21.

Часто объем распределения называют «кажущимся», что только утяжеляет терминологию, но не вносит дополнительных разъяснений, поскольку условность этого параметра следует из его определения.

Площадь под кривой «концентрация – время» (синоним - площадь под фармакокинетической кривой; обозначение АUC или S, размерность – ммоль∙ч∙л-1, ммоль мин л-1, мкг ч мл-1, мкг мин мл-1, нг ч мл-1, нг мин мл-1) – на графике в координатах «концентрация препарата в плазме (сыворотке) крови, Ср – время после введения препарата, t, площадь фигуры, ограниченной фармакокинетической кривой и осями координат. Величина АUC связана с другими фармакокинетическими параметрами – объемом распределения, обратно пропорциональна общему клиренсу препарата. При линейности кинетики препарата в организме величина АUC пропорциональна общему количеству (дозе) препарата, попавшего в организм. Часто пользуются площадью не под всей фармакокинетической кривой (от нуля до бесконечности по времени), а площадью под частью этой кривой (от нуля до времени t ); этот параметр обозначают AUCt.

Вопросы для самоконтроля

1.Что подразумевается под термином «распределение лекарственных средств»?

2.Какие факторы влияют на распределение лекарственных средств в организме?

3.Указать основные места распределения лекарственных средств в организме.

46

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

4.От чего зависит характер распределения лекарственных средств?

5.Описать методические особенности исследования распределения лекарств у человека.

6.Охарактеризовать проникновение лекарственных средств через различные гематоканевые барьеры.

7.Основные фармакокинетические параметры, характеризующие процесс распределения лекарственных веществ и их сущность.

Задача

После внутримышечного введения пирацетама в дозе 250 мг/кг через определенные промежутки времени (0,25; 0,5; 1; 2; 4; 8 ч) забирались пробы крови в эксперименте, в которой методом газо-жидкостной хроматографии определяли концентрацию исследуемого препарата (см. табл). Определить основные фармакокинетические параметры пирацетама, характеризующие распределение и экскрецию.

Таблица

Результаты анализов по определению концентрации пирацетама (мг/мл) в крови при его внутримышечном введении

ПРОБЫ								Время исследования, ч
			0,25		0,5				1			2			4	8
1			231		194				168			99			31	4
2			201		197				163			104			27	9
3			222		211				196			113			38	5
4			207		198				184			107			29	8
5			195		202				177			123			34	3
								РЕШЕНИЕ
	1. Первым этапом необходимо рассчитать средние значения полученных
концентраций и их натуральный логарифм:
	Пробы								Время исследования, ч
				0,25			0,5			1		2			4		8
	1			231			194			168		22			31		4
	2			201			197			163		104			27		9
	3			222			211			196		113			38		5
	4			207			198			184		107			29		8
	5			195			202			177		123			34		3
	Среднее значение			211,2			200,4			177,6		109,2			31,8		5,8
	концентраций
	Натуральный			5,3			5,2			5,1		4,7			4,3		1,6
	логарифм (LnC)
	концентраций

47

2. Следующим этапом строят графики зависимости концентрации от времени

(«LnC –t») (рис.5 и рис.6).

Рис. 5 Фармакокинетика пирацетама при его внутривенном введении в дозе

250 мг/кг

Рис. 6. График зависимости натуральногологарифма концентрации пирацетама при его внутривенном введении в дозе 250 мг/кг

Первым этапом вычисляем кажущуюся начальную концентрацию пирацетама (С0) посредством определения точки пересечения графика в полулогарифмических координатах с осью концентраций. Она соответствует 5,4. Однако, это значение – величина логарифма С0. Следовательно С0 = е5,4 = 254,7.

Далее, исходя из значений введенной дозы препарата и кажущейся начальной концентрации определяем объем распределения

48

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

Vd =	D	=	250		= 0,982
	C0		254,7

Константу скорости элиминации (kel) вычисляем как тангенс угла наклона (α) графика в полулогарифмических координатах: tgα=kel = 0,49

Период полуэлиминации (t1|2) определяем из зависимости:

T1 2	=	0,693	=	0,693		= 1,4 часа
		Kel		0,49

Из приведенных выше фармакокинетических показателей представляется возможным рассчитать общий клиренс (Сlt)= Vd kel 0,982 0,49 =о,481 Такой интегральный показатель как площадь под фармакокинетической кривой (AUC) определяется из соотношения:

C0 254,7

AUC0∞ = Clt = 0,481 = 529,52

Таким образом, в приведенном выше примере представлены основные приемы расчета фармакокинетических параметров, характеризующих процессы распределения и элиминации лекарственного препарата.

49

БИОТРАНСФОРМАЦИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ

Большинство лекарственных препаратов в организме человека претерпевают биотрансформацию. Разные препараты в различной степени подвергаются метаболизму – у одних несколько процентов дозы, другие практически полностью превращаются в организме в метаболиты. Из одного и того же препарата могут образовываться не один, а несколько метаболитов, иногда – десятки, как это показано, например для аминазина. Метаболиты могут экстретироваться из организма больного, а могут претерпевать дальнейшие метаболические превращения.

Необходимо иметь в виду, что ряд препаратов и их метаболитов подвергаются биотрансформации под действием ферментов микрофлоры кишечника. Под влиянием (3-глюкуронидазы микроорганизмов конъюгированные метаболиты, попавшие в желудочно-кишечный тракт с

желчью, могут там расщепляться, высвобождая агликоны (препарат или его окисленный метаболит). Гидролизу с участием микрофлоры ишечника могут подвергаться не только глюкурониды, но и другие гликозиды – лантозид, рутин и др., а также амиды – фталазол, М-ацетильные метаболиты, пенициллины и др. Ферменты микроорганизмов катализируют не только гидролиз, но и декарбоксилирование аминокислотных препаратов, дегидроксилирование, О- и N- деметилирование, восстановление нитро- и азотгрупп и некоторые другие процессы.

Основные пути метаболизма лекарств у человека

Исследования последних десятилетий выявили основные пути биотрансформации лекарственных препаратов у человека, хотя первые работы по метаболизм ксенобиотиков были проведены еще в Х1Х веке. Условно эти пути делят на метаболические процессы 1 фазы и 11 фазы. В 1 фазе в результате окисления, восстановления или гидролиза происходит изменение молекулы лекарства с образованием функциональных группировок с активными атомами водорода – оксигрупп, первичных или вторичных аминогрупп, карбоксигруппы и т.д. Во 11 фазе по этим функциональным группировкам происходит конъюгация с высокополярными кислотными остатками, например с остатками глюкуроновой, серной кислот, некоторых аминокислот и т. д. В результате гидрофильность молекулы возрастает настолько, что полученные метаболиты быстро выводятся с мочой. Условность такого разделения состоит в том, что далеко не все препараты подвергаются метаболическим превращениям по этой двухфазной схеме. Некоторые препараты могут сразу образовывать

50

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