Фармакокинетика, фармакодинамика и механизм действия лекарственных веществ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фармакокинетика, фармакодинамика и механизм действия лекарственных веществ

1. Фармакокинетика лекарственных средств

Фармакокинетика - это раздел фармакологии, изучающий закономерности абсорбции, распределения, превращения (биотрансформации) и экскреции (элиминации) лекарственных веществ в организме человека и животных.

Основная задача фармакокинетики заключается в выявлении связей между концентрацией лекарственного средства или его метаболита (метаболитов) в биологических жидкостях и тканях и фармакологическим эффектом.

Экспериментальная фармакокинетика изучает различные аспекты превращения лекарственных веществ в организме животных (приматов, собак, кроликов, крыс, мышей и др.) в норме и при моделировании различных патологических состояний.

Клиническая фармакокинетика занимается исследованием процессов поступления, распределения, биотрансформации и экскреции лекарственных средств в организме больного животного.

2. Пути введения лекарственных средств

Применение лекарственных средств с лечебными или профилактическими целями начинается с их введения в организм или с нанесения на его поверхность.

От путей введения зависят скорость развития эффекта, его выраженность и продолжительность.

Существующие пути введения подразделяют на 2 группы:

1. Энтеральные (через пищеварительный тракт).

2. Парентеральные (минуя пищеварительный тракт).

К энтеральным путям относятся: введение через рот, под язык, ректально и в рубец.

К парентеральным путям относят: подкожный, внутримышечный, внутривенный, внутрикожный, внутрикостный, внутрисердечный, внутрибрюшинный, интратрахеальный и др.).

Наиболее распространенными в ветеринарной практике из парентеральных путей введения являются: подкожный, внутримышечный, внутривенный (интравенозный).

Энтеральные пути введения. Введение лекарств через рот (энтерально, орально, per os) наиболее широко распространенный способ и имеет ряд преимуществ:

можно вводить многие лекарственные формы (порошки, таблетки, пилюли, болюсы, эмульсии, микстуры, и др.).

этот способ не трудоемок, можно задавать лекарство группам животных и индивидуально;

не требует стерильности лекарственных средств.

Недостатки:

большие (до 50%) потери лекарственных веществ при прохождении желудочно-кишечного тракта до момента всасывания в результате инактивирующего действия ферментов в желудке и особенно в преджелудках жвачных, адсорбции на частицах корма и химуса;

нельзя применять кислотонеустойчивые средства.

Введение лекарственных средств в прямую кишку осуществляется в форме растворов, микстур, суппозиториев. Резорбция лекарственных веществ, введенных в прямую кишку, происходит быстро, более полно и стабильнее по сравнению с введенными через рот вследствие того, что здесь отсутствуют ферменты, гидролизующие лекарственные вещества. Оттекающая кровь от прямой кишки не проходит через печень, а поэтому исключается инактивация лекарственного вещества в печени.

· нельзя вводить лекарственные вещества, обладающие раздражающим действием.

В рубец лекарственные вещества вводят вынужденно при проведении руменоцентеза.

Парентеральные пути введения.

П/к и в/м пути введения обеспечивают быстрое всасывание лекарственных веществ и развитие терапевтического эффекта. Действие начинает проявляться через 10-15 минут. Расход лекарственных веществ уменьшается в 2 - 2,5 раза по сравнению с оральным путем введения.

При в/в введении вся масса лекарственных веществ попадает за короткое время непосредственно в кровь, поступающую в сердце, что может вызвать негативные явления в его деятельности. Внутривенно лекарственные вещества необходимо вводить медленно, иногда каплями и даже дробно.

Недостатки парентерального пути введения:

болевые реакции у животных;

необходимо стерилизовать лекарственные средства.

Широко используется введение лекарственных веществ через дыхательные пути (аэрозольно). Преимущественно применяют аэрозоли антибиотиков, сульфаниламидов, микроэлементов, вакцин и других веществ. Также вводят с вдыхаемым воздухом вещества в газообразном состоянии (аммиак, хлор, эфирные масла и т.д.). Легочная ткань представляет собой большое рецепторное поле и обширную площадь для диффундирования ряда лекарственных веществ через тонкий эпителиальный слой альвеол и капилляров.

Небольшое количество концентрированных растворов некоторых лекарственных веществ, не обладающих сильным раздражающим действием на рецепторы слизистых оболочек, инстиллируют на конъюнктиву глаза или слизистую оболочку носа. Доказано, что такое введение позволяет создать терапевтическую концентрацию лекарственных веществ в крови.

Следующий путь - наружно. Заключается в нанесении лекарственных веществ на поверхность кожи и слизистых оболочек (противопаразитарные средства, лечение местных патологических процессов).

Таким образом, выбор пути введения лекарственных веществ имеет очень важное значение и при его определении необходимо руководствоваться следующими принципами:

получение быстрого и высокого терапевтического эффекта;

обеспечение наилучшей биодоступности лекарственных веществ к развивающемуся патологическому очагу;

исключение негативных эффектов;

трудоемкость и экономичность.

3. Механизмы проникновения лекарственных веществ через биомембраны

фармакодинамика лекарственный биомембрана

Молекулы лекарственных веществ через биологические мембраны могут проникать различными способами:

пассивная диффузия;

облегченная диффузия;

обменная диффузия;

активный транспорт;

пиноцитоз.

Пассивная диффузия - транспорт через биологические мембраны, вызванный движением частиц, например под влиянием тепла и разности концентраций транспортируемого вещества по обе стороны мембраны. С участием пассивной диффузии транспортируются, например, лекарственные вещества, являющиеся слабыми органическими кислотами (кислота ацетилсалициловая, кислота бензойная) и слабыми органическими основаниями (амидопирин, аминазин).

Облегченная диффузия - это транспорт лекарственных веществ осуществляется с участием молекул специфических переносчиков. Как и при пассивной диффузии, перенос веществ происходит по концентрационному градиенту, но скорость выше, чем при простой диффузии. Транспорту путем облегченной диффузии подвергаются клеточные метаболиты, поступающие из плазмы крови (глюкоза и другие моносахариды, аминокислоты, витамины и др.).

Обменная диффузия - молекулы переносной системы транспортируют молекулы лекарственных веществ на противоположную сторону мембраны, а сами образуют комплекс с другой молекулой подобной структуры и переносят ее на внешнюю сторону мембраны, т.е. в межклеточное пространство.

Активный транспорт - это перенос молекул лекарственных веществ через биомембраны против градиентов их концентраций, сопряженный с затратой энергии (транспорт в фолликулы щитовидной железы из плазмы крови).

Пиноцитоз - это адсорбция, осуществляемая путем выпячивания (инвагинации) поверхности биомембраны с последующим образованием везикулы вокруг транспортируемого вещества, как при фагоцитозе (захват макромолекул - белки и нуклеиновые кислоты с диаметром частиц не более 750 нм), жирные кислоты и жирорастворимые витамины.

Липосомы - лекарственная форма, представляющая собой фосфолипидные пузырьки с включенными в их полость лекарственными и биологически активными веществами.

Распределение лекарственных веществ в организме

Большинство лекарственных веществ в организме животных распределяется неравномерно. Лекарственные вещества достигают концентрации, обеспечивающей эффективные изменения за разное время в различных органах и тканях. Это объясняется наличием гистогематических барьеров (стенка капилляров, клеточные мембраны, гематоэнцефалический и плацентарный барьеры и др.), функциональным состоянием и кровоснабжением органа, сродством молекул лекарственных веществ с биохимическими структурами органов и тканей.

При отдельных патологических состояниях ослабляются существующие в норме барьеры и возникают патологические барьеры за счет разрастания соединительной ткани вокруг очагов воспаления.

Важным фактором в распределении лекарственных веществ является образование комплексов белок - молекула лекарственных веществ. Они образуются в крови, межклеточных пространствах, в цитоплазме, иногда в ядре (сульфаниламиды, антибиотики и др.).

Связывание лекарственных веществ с белками уменьшает терапевтический эффект, замедляет выведение их из организма, а также участие в процессах биотрансформации, так как в этих процессах могут принимать участие только свободные молекулы.

Некоторые лекарственные вещества в больших количествах аккумулируются в тканях и органах. Например, мышьяк депонируется в волосяном покрове, йод - в щитовидной железе, хром - в эритроцитах. Наркотические вещества обладают липотропным действием, и поэтому депонируются в местах сосредоточения липидов. Кумуляция лекарственных веществ используется в терапевтической и диагностической практике.

Следует учитывать, что накопление лекарственных веществ в определенных органах и тканях может оказывать специфическое действие только при наличии в данной ткани внутриклеточных рецепторов, с которыми и может взаимодействовать лекарство или биологически активное вещество.

Превращение лекарственных веществ в организме

Большинство лекарственных средств подвергается в организме определенным химическим превращениям. В биотрансформации лекарственных веществ в организме человека и животных принимают участие различные органы и ткани - печень, легкие, кожа, почки, плацента. Наиболее активно процессы биотрансформации лекарственных средств протекают в печени, что связано с выполнением этим органом детоксикационной, барьерной и экскреторной функций.

Выделяют два основных вида превращения лекарственных препаратов:

биотрансформация (метаболическая трансформация);

конъюгация.

1. Биотрансформация - превращение веществ происходит в основном за счет окислительно-восстановительных реакций и гидролиза. В результате этих реакций лекарственное средство может утратить свои первоначальные фармакодинамические свойства (инактивация) или приобрести новые (модификация); при этом фармакологически неактивный препарат (промедикамент) может превратиться в активный (биологическая активация) или приобрести токсические свойства (летальный синтез).

Например спирт этиловый, гистамин, кодеин окисляются, а восстанавливаются прогестерон, хлоралгидрат, гидролизуются сложные эфиры (новокаин, атропин, кислота ацетилсалициловая).

2. Конъюгация - это биосинтетический процесс, сопровождающийся присоединением к лекарственному средству или его метаболитам ряда химических группировок или молекул биогенных соединений, которые имеются в организме. В результате конъюгации образуются молекулярные формы, легко удаляемые из организма путем экскреции.

Так левомицетин соединяется с сульфатами; морфин с глюкуроновой кислотой и т.д.

Выведение лекарственных веществ из организма

Экскреция лекарственных средств и их метаболитов через различные выделительные системы является заключительным этапом фармакокинетического процесса, приводящего к полной элиминации лекарственного вещества из организма. Закономерности выделения различных веществ неодинаковы. Они зависят в основном от физико-химических свойств самого препарата, вида животного, физиологического состояния и некоторых других факторов.

Выделение лекарств и их метаболитов осуществляется различными путями: через почки, легкие, кожу, кишечник, слюнные, потовые, слезные, сальные железы, а также молочные железы при лактации.

Почки - основной путь удаления из организма лекарственных средств.

С мочой выделяются различные соли, гликозиды, алкалоиды, нитрофураны и т.д.

Через легкие удаляются в основном летучие и газообразные вещества (средства для ингаляционного наркоза).

Отдельные препараты выделяются слюнными железами (йодиды, сульфаниламиды), потовыми железами (противолепрозное средство - дитофал), слезными железами (рифампицин), железами желудка (хинин, никотин), кишечника (слабые органические кислоты и основания) и т.д.

Возможность выведения лекарственных веществ молочными железами в период лактации используется при лечении мастита. С другой стороны, поступление лекарственных веществ в организм новорожденного может вызвать неблагоприятные побочные явления, в том числе аллергизацию организма.

4. Понятие о фармакодинамике и механизме действия лекарственных веществ

Механизм действия - это способ взаимодействия лекарственных веществ с рецепторами комплементарных клеток и тканей организма (комплементарность - пространственное соответствие), при котором происходит включение биохимических и физиологических рычагов, изменяющих течение патологического процесса.

Рецепторы - активные группировки макромолекул субстрата, к которым присоединяется вещество.

Механизм действия отвечает на вопросы - Почему? и Как?

Почему и как развивается бактерицидное действие лекарственного вещества, снотворное или слабительное.

В настоящее время можно выделить следующие типы механизмов действия лекарственных веществ:

1. Физические и физико-химические механизмы.

Многие лекарственные вещества, контактируя с клеточными мембранами (адсорбируясь на них или растворяясь в них) нарушают проницаемость или повышают порозность последних. Всасываясь в клетку, изменяют коллоидное состояние белков или других ингредиентов протоплазмы или ядра. Так действуют некоторые краски, нитрофураны и некоторые другие лекарственные вещества.

2. Химические механизмы.

В данном случае лекарственные вещества вступают в химическую реакцию с составными частями различных жидкостей и тканей организма. Так объясняется механизм действия щелочей, кислот, солей, тяжелых металлов и т.д. (сода + HСl и др.)

3. Биохимические механизмы.

Это действие лекарственных веществ приводит к изменению ферментных систем клеток тканей и нарушению обменных процессов.

Существует несколько групп лекарственных веществ, которые ингибируют (угнетают) различные ферменты. Например, ФОС, ХОС, карбаматы ингибируют ацетилхолинестеразу, которая катализирует расщепление ацетилхолина. Существуют ингибиторы моноаминооксидазы, цитохромоксидазы, дегидраз и др.

Часть лекарственных веществ восстанавливают активность отдельных ферментов - реактиваторы (дипироксим восстанавливает ацетилхолин).

4. Механизм действия лекарственных веществ по конкурентному (антагонистическому типу).

Так действуют сульфаниламиды, мышечные релаксанты, противогистаминные средства и др.

5. Механизм действия по принципу образования хелатов.

По этому принципу действуют многие антидоты при отравлении солями тяжелых металлов и др.

Фармакодинамика - это комплекс изменений в организме вызванный лекарственным веществом.

Изучение фармакодинамики позволило установить, что клинические изменения обусловлены физиологическими изменениями, причем одно и то же клиническое проявление действия лекарственных веществ может быть обусловлено различными изменениями физиологических процессов.

Например, слабительный эффект глауберовой соли обусловлен повышением чувствительности гладкой мускулатуры (действие на барорецепторы); растительные слабительные (сабур, лист Сены) вызывают слабительный эффект за счет раздражающего действия; холиномиметики (ареколин, карбахолин) за счет повышения тонуса блуждающего нерва.

Изучение на клиническом и физиологическом уровне дало возможность поставить вопрос: «Почему различные по действию лекарственные вещества вызывают одинаковые клинические проявления (признаки)? Почему одни препараты эффективны при определенных биохимических нарушениях, а другие неэффективны и даже вредны?»

Таким образом, фармакодинамика изучает закономерности проявления эффектов, а также локализацию и механизм действия при введении фармакологических веществ в динамике на метаболитическом, функциональном и морфологическом уровнях от момента их начального возникновения и до момента полного их исчезновения. Так как развитие большинства процессов начинается на субклеточном уровне, то и фармакодинамика изучается на различных уровнях: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном и организменном.

Размещено на Allbest.ru