Фармакология может быть доступной. Иллюстрированное пособие для врачей и тех, кто хочет ими стать

1. Пассивная (простая) диффузия (трансцеллюлярный транспорт). При этом виде всасывания ЛС движется по градиенту из области высокой концентрации лекарства (просвет кишечника, место инъекции) в область с низкой концентрацией (плазма крови). Для того чтобы абсорбироваться, ЛС должно пройти липидные мембраны клетки, растворившись в них. Это возможно только для небольших липофильных, но не гидрофильных веществ (рис. 1). Пассивная диффузия не требует затрат энергии. Этот механизм абсорбции характерен для кишечника, сосудов головного мозга.

Вопрос

Какие факторы в совокупности определяют проникновение через липидные мембраны?

Рис. 1. Механизмы всасывания лекарственных средств. (Пояснения в тексте.)

Скорость пассивной диффузии веществ через мембраны зависит от липофильности, молекулярной массы (обратно пропорциональной квадратному корню молекулярной массы), формы молекулы вещества, температуры среды, толщины и площади мембраны, через которую проникает ЛС. Все эти факторы учитываются законом Фика, согласно которому:

dQ / dt = (С1–С2) x площадь мембраны x

коэффициент диффузии / толщина мембраны,

где dQ/dt – скорость диффузии, (С1–С2) – градиент концентрации. Коэффициент диффузии в основном определяется степенью липофильности вещества.

2. Облегченная диффузия – это диффузия, которая поддерживается (облегчается) мембранными транспортными каналами. Эти каналы представляют собой гликопротеины, которые позволяют молекулам преодолевать мембрану (см. рис. 1).

Они почти всегда специфичны либо для определенной молекулы, либо для определенного типа молекулы (в случае ионного канала), и поэтому они тесно связаны с определенными физиологическими функциями. Например, канал GLUT4 обеспечивает вход в клетку путем облегченной диффузии гидрофильной молекулы глюкозы (из-за высокой гидрофильности глюкоза самостоятельно не может проникнуть через липидную клеточную мембрану).

Транспорт при облегченной диффузии является пассивным, насыщаемым и определяется числом переносчиков.

3. Фильтрация (парацеллюлярный транспорт). Парацеллюлярный транспорт – это перемещение ЛС через межклеточные пространства между эндотелиальными или эпителиальными клетками. Поскольку перемещение молекул ЛС происходит за счет градиента концентрации, расход энергии отсутствует. Этот вид всасывания не требует специфического переносчика. Парацеллюлярная диффузия играет незначительную роль в абсорбции ЛС из кишечника, но имеет принципиально важное значение для движения в сосудах. Исключение составляют сосуды головного мозга, где между эндотелиальными клетками имеются плотные контакты, формирующие гематоэнцефалический барьер (ГЭБ).

4. Активный транспорт – это процесс переноса веществ через клеточную мембрану с помощью специфического переносчика, сопровождающийся расходом энергии АТФ (рис. 1). В отличие от других видов транспорта, активный транспорт возможен против градиента концентрации. Этот вид транспорта, как и облегченная диффузия, насыщаем, так как число переносчиков ограничено.

Таблица 2. Сравнительная характеристика путей абсорбции ЛС

Вопрос

Активный транспорт выглядит очень эффективным путем доставки веществ в клетку. Часто ли он используется для доставки ЛС?

Увы, нет. Специфический переносчик в организме «заточен» на транспорт определенных молекул, поэтому ЛС должно быть структурно очень близко этим веществам или быть ими. В практической медицине можно привести в качестве примера противопаркинсоническое ЛС «Леводопа», являющееся аминокислотой. Всасывание леводопы из кишечника осуществляется транспортером аминокислот, предназначенным для их всасывания в процессе пищеварения.

Механизмы всасывания ЛС зависят от пути введения. Выделяют энтеральные и парентеральные пути введения.