От чего зависит степень селективности действия лв

Взаимодействия лекарственного вещества с рецептором

Рецепторы – это макромолекулы, участвующие в передаче химических сигналов как между клетками, так и внутри одной клетки; они могут находится на поверхности клеточной мембраны или в цитоплазме (см. таблицу ). Активированные рецепторы прямо или косвенно регулируют клеточные биохимические процессы (например, проводимость ионных каналов, фосфорилирование белков, транскрипцию ДНК, ферментативную активность).

Молекулы (к примеру, лекарственные препараты, гормоны, нейротрансмиттеры), которые связываются с рецептором, называются лигандами. Связывание может быть специфическим, обратимым или необратимым. Связывание с лигандом может приводить к активации либо инактивации рецептора; активация может стимулировать либо ингибировать ту или иную клеточную функцию. Каждый лиганд способен взаимодействовать с различными подтипами рецепторов. Почти не существует препаратов, абсолютно специфичных к одному рецептору или его подтипу, но большинство из них имеет относительную селективность. Селективность – это степень, с которой лекарственное средство действует на определенный участок относительно других участков; селективность относится в основном к физико-химическому связыванию препарата с клеточными рецепторами. (См. также Обзор фармакодинамики Обзор фармакодинамики (Overview of Pharmacodynamics) Фармакодинамика (под которой понимают то, как препарат действует на организм) — это изучение биохимических, физиологических и молекулярных эффектов лекарственных средств на организм, в том числе. Прочитайте дополнительные сведения ).

Способность лекарственного препарата воздействовать на конкретный тип рецептора зависит от его аффинности (вероятности того, что ЛС займет рецептор в определенный момент времени) и внутренней активности (степени активации рецептора после связывания с лигандом и развития клеточной реакции). Аффинность и внутренняя активность лекарственного вещества в свою очередь определяются его химической структурой.

Фармакологический эффект определяется также длительностью сохранения комплекса «препарат-рецептор» (время удержания). На продолжительность существования комплекса «препарат-рецептор» влияют динамические процессы (изменения конформации), которые контролируют скорость ассоциации и диссоциации лекарственных веществ от своей мишени. Большее время удержания служит объяснением продолжительному фармакологическому действию. К препаратам с длительным временем удержания относятся финастерид и дарунавир. Длительное время удержания может быть потенциальным недостатком, если за этот счет продлевается и токсический эффект препарата. Для некоторых рецепторов транзиторное связывание производит нужный фармакологический эффект, в то время как длительное связывание провоцирует токсичность.

Физиологические функции (такие как сокращение, секреция), как правило, регулируются множественными рецептор-опосредованными механизмами и включают несколько этапов (связывание с рецептором, активация внутриклеточных вторичных мессенджеров и т.д.) между первоначальным взаимодействием лекарственного вещества с рецептором и конечным ответом ткани или органа. По этой причине один и тот же желаемый фармакологический эффект может быть достигнут применением ЛС с разной химической структурой.

На способность препарата связываться с рецептором оказывают влияние внешние факторы, а также внутриклеточные регуляторные механизмы. Исходная плотность рецепторов и эффективность механизмов ответа на стимул варьируют от ткани к ткани. Лекарственные средства, старение, мутации и заболевания могут повышать (активировать) или снижать (подавлять) число и аффинность рецепторов. Например, клонидин снижает активность альфа-2-адренорецепторов; по этой причине быстрая отмена клонидина может спровоцировать гипертонический криз Неотложные состояния Осложненный гипертонический криз – это тяжелая артериальная гипертензия (часто определяемая как систолическое артериальное давление (АД) ≥ 180 мм рт. ст. и/или диастолическое артериальное давление. Прочитайте дополнительные сведения . Длительная терапия бета-блокаторами повышает плотность бета-рецепторов, в связи с чем резкое прекращение приема данного класса препаратов может вызвать развитие тяжелой гипертензии или тахикардии. Стимуляция и ингибирование рецепторов влияют на механизмы приспособления организма к лекарственному средству (например, в виде гипосенсибилизации, тахифилаксии, толерантности, приобретенной резистентности и гиперчувствительности после отмены).

Лиганды связываются с определенными участками на макромолекуле рецептора, называемыми сайтами узнавания. Места связывания лекарственного вещества и эндогенного агониста (гормона или нейротрансмиттера) могут быть идентичными либо различаться. Агонисты, связывающиеся со смежным или другим сайтом, иногда называются аллостерическими агонистами. Также происходит неспецифическое связывание препаратов, т.е. с молекулярными участками, не являющимися рецепторами (например, белками плазмы крови). Связывание лекарственного вещества с подобными неспецифическими участками, например, связывание с белками сыворотки крови, препятствует его связыванию с рецептором, тем самым делая препарат неактивным. Несвязанные препараты способны взаимодействовать с рецепторами и, следовательно, вызывать эффект.

Агонисты и антагонисты

Агонисты активируют рецепторы для реализации желаемого фармакологического эффекта. Традиционные агонисты повышают долю активированных рецепторов. Обратные агонисты стабилизируют рецепторы в их неактивной конформации и действуют аналогично конкурентным агонистам. Многие гормоны, нейротрансмиттеры (например, ацетилхолин, гистамин, норадреналин ) и лекарственные средства (например, морфин, фенилэфрин, изопреналин, бензодиазепины, барбитураты) действуют как агонисты рецепторов.

Антагонисты препятствуют активации рецептора. Профилактика активации имеет определенные эффекты. Антагонисты усиливают клеточную функцию в том случае, если они блокируют действие вещества, обычно подавляющего данную функцию. Справедлива и обратная закомерность: антагонисты снижают клеточную функцию, если блокируют действие вещества, усиливающего ее.

Антагонисты рецепторов могут быть классифицированы на обратимые и необратимые. Обратимые антагонисты легко диссоциируют от соответствующих рецепторов, необратимые – образуют стабильную, постоянную или почти постоянную химическую связь со своим рецептором (например, при алкилировании). Псевдообратимые антагонисты медленно разрывают связь со своим рецептором.

При конкурентном антагонизме связывание антагониста с рецептором препятствует связыванию с ним агониста.

При неконкурентном антагонизме агонист и антагонист могут связываться одновременно, но связывание антагониста снижает эффект агониста либо препятствует его развитию.

При обратимом конкурентном антагонизме агонист и антагонист образуют кратковременные связи с рецептором, в результате чего достигается равновесное состояние этой трехкомпонентной системы. Такой антагонизм можно преодолеть путем увеличения концентрации агониста. Например, налоксон (антагонист опиоидных рецепторов, структурно схожий с морфином) при введении незадолго до или сразу после введения морфина блокирует действие морфина . Тем не менее конкурентный антагонизм налоксона может быть преодолен с помощью введения морфина в большей дозе.

Такие лекарственные вещества называются частичными агонистами или агонистами-антагонистами. Структурные аналоги молекул агониста часто обладают одновременно свойствами агониста и антагониста. Например, пентазоцин активирует опиоидные рецепторы, но блокирует их активацию другими опиоидами. Таким образом, пентазоцин обеспечивает опиоидное действие, но ослабляет эффект другого опиоида, если последний вводится в период сохранения связи пентазоцина с рецептором. Лекарственное средство, действующее как частичный агонист в одной ткани, может действовать как полный агонист в другой.

Селективность и специфичность действия лекарств. Терапевтические, побочные и токсические эффекты лекарств, их природа с позиций концепции рецепторов. Терапевтическая стратегия борьбы с побочными и токсическими эффектами лекарств

Специфичность – это избирательность взаимодействия с определенным типом рецепторов.

Селективность – это избирательность действия на те или иные органы и ткани.

Специфичность и селективность всегда относительны. Специфичность зависит от степени сродства лиганда к рецептору, а селективность зависит от различий в наборах подтипов рецепторов в тканях, или различий доставки ЛВ к органам-мишеням.

Терапевтический эффект – это желаемый результат действия ЛС, в терапевтических дозах, с клетками, тканями, органами и всем организмом (т.е. эффекты, которые хочет получить врач).

Побочные эффекты – это фармакологические эффекты ЛС, которые не являются желаемыми и терапевтически ценными при лечении конкретного заболевания. Однако, они достигаются в пределах терапевтических доз. Они появляются из-за недостаточной селективности действия ЛС.

Токсические эффекты – это нежелательный результат действия ЛС, в дозах выше верхней границы терапевтического диапазона, с клетками, тканями, органами и всем организмом. Такие эффекты проявляются из-за недостаточной специфичности ЛВ (т.е. ЛВ связывается с большим количеством рецепторов и из-за этого проявляются большое количество эффектов, которые не были необходимы).

Связи терапевтического и токсического эффектов ЛС на основе анализа рецепторно-эффекторных механизмов:

терапевтический и токсический эффекты, опосредуемые одним и тем же рецепторно-эффекторным механизмом (празозин действует как альфа-селективный антагонист на рецепторы ГМК сосудов и оказывает гипотензивное действие при эссенциальной гипертензии, но при его большой дозе у больного может возникнуть постуральная гипотензия);
терапевтический и токсический эффекты, опосредуемые идентичными рецепторами, но различными тканями или различными эффекторными путями (сердечные гликозиды используют для увеличения сократительной способности миокарда, в тоже время они нарушают функцию ЖКТ, зрения за счет блокады Na+/K+-АТФазы клеточной мембраны);
терапевтический и токсический эффекты, опосредуемые различными типами рецепторов (например, норадреналин оказывает гипертензивное действие через альфа1-адренорецепторы, но при этом вызывает тахикардию через бета1-адренорецепторы);

Терапевтическая стратегия борьбы с терапевтическими и побочными эффектами ЛС:

ЛС всегда следует вводить в наименьшей дозе, которая вызывает приемлемый терапевтический эффект;
снижение дозы одного ЛС за счет назначения другого ЛС со сходным действием, но через иные рецепторы и с иным профилем токсичности;
селективность действия ЛС может быть увеличена путем управления концентрацией ЛС в районе рецепторов различных отделов организма (местное применение ЛС – ингаляционное применение сальбутамола при бронхиальной астме).

Дозы и фазы действия лекарственных препаратов. Часть 1

Закономерности проявления лекарственных свойств в зависимости от дозы, а также от фазы действия – один из самых важных вопросов фармакологии, фармакотерапии, а возможно, и всей медицины. Знание этих закономерностей может значительно расширить возможности лечения многих заболеваний, сделать его более целенаправленным и физиологичным. Зависимость силы действия лекарственного средства от его дозы всегда привлекала внимание врачей. Еще Ибн-Сина во второй книге «Канона» писал: «Если десять человек переносят за один день ношу на расстояние в один фарсах, из этого не следует, что пять человек могут перенести ее на какое-либо расстояние, а тем более на расстояние в полфарсаха. Из этого не следует также и того, что половину этой ноши можно отделить, чтобы эти пятеро, получив ее отдельно, могли ее нести… Поэтому не всякий раз, как уменьшается масса лекарства и убавляется его сила, ты видишь, что его воздействие во столько же раз становится меньше. Отнюдь не обязательно также, чтобы само это лекарство оказывало действие, соответствующее его малой величине, на то, что поддается воздействию большого количества лекарства».

На заре развития медицины было установлено, что с увеличением дозы увеличивается и сила действия лекарства. Сейчас это известно не только фармакологам, но и каждому врачу-клиницисту. Но в какой степени идет это увеличение? И существует ли какая-либо закономерность вообще, т. е. сопровождается ли увеличение дозы в определенных отношениях таким же правильным нарастанием силы его действия или все обстоит как-то иначе?
Проведя серию исследований на эритроцитах аквариумных рыбок с некоторыми наркотиками, исследователь Джакуфф еще в прошлом веке вывел закон, который гласил, что нарастание силы действия яда не пропорционально нарастанию дозы – оно идет значительно быстрее последнего. Он установил, что с увеличением дозы в два раза сила действия увеличивается не вдвое, а в 11, 14, 15, 30, 50 раз. Но когда в лаборатории Н.П. Кравкова его сотрудник А.М. Лаговский проводил исследования на изолированном сердце с алкалоидами, это не подтвердилось. В защищенной в 1911 г. диссертации на степень доктора медицины «О зависимости силы действия ядов от дозы» он продемонстрировал пропорциональность в большинстве случаев силы действия испытуемого вещества его дозе.
И все-таки в дальнейшем исследователи подтвердили выводы Джакуффа. Было установлено, что непропорциональность выражена четче при малых дозах, чем больших.
Эмпирически было установлено, что каждому лекарству присуща минимальная доза, ниже которой оно уже не действенно. Эта минимальная доза различна у разных средств. При повышении дозы происходит простое усиление действия, либо же в различных органах поочередно наступают токсические эффекты.
Для терапевтических целей обычно пользуются первым действием. Различают дозы троякого рода: малые, средние и большие. За терапевтическими дозами идут токсическая и смертельная, которые угрожают жизни или даже прерывают ее. Для многих веществ токсическая и смертельная дозы гораздо выше терапевтической, у некоторых же они разнятся от последней очень незначительно. С целью предотвратить отравления в терапевтических руководствах и учебниках по фармакологии указываются высшие разовые и суточные дозы. Изречение Парацельса «Все есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным» подтвердилось на практике. Многие яды нашли применение в современной медицине при использовании их в нетоксичных дозах. Пример – яды пчел и змей. Даже боевые отравляющие вещества можно использовать с лечебной целью. Известно боевое отравляющее вещество иприт (дихлордиэтилсульфид), ядовитые свойства которого испытал на себе знаменитый химик Н. Зелинский, одним из первых синтезировавший его. Сегодня азотистые иприты – высокоэффективные противоопухолевые препараты.
Фармакологическая реакция изменяется по-разному, в зависимости от свойств лекарственного вещества (рис. 1). Если оно повышает функцию в малых дозах, увеличение дозы может вызвать обратное действие, которое будет проявлением его токсических свойств. Когда фармакологический препарат в низких дозах снижает функцию, увеличение дозы углубляет этот эффект вплоть до токсического.

В 1887 г. первая часть этой закономерности была сформулирована как правило Арндт-Шульца, согласно которому «малые дозы лекарственных веществ возбуждают, средние усиливают, большие угнетают, а очень большие парализуют деятельность живых элементов». Это правило распространяется не на все лекарственные вещества. Диапазон всех доз для одного и того же средства также довольно широк. Поэтому многие исследователи чаще всего изучали закономерности показателя доза–эффект в определенном диапазоне доз, чаще всего в области терапевтических или токсических.
Можно выделить три закономерности:
• cила действия увеличивается пропорционально нарастанию дозы, например у наркозных веществ жирного ряда (хлороформа, эфира, алкоголей);
• увеличение фармакологической активности наблюдается при небольшом увеличении начальных пороговых концентраций, а в дальнейшем возрастание дозы вызывает лишь слабое усиление эффекта (такую закономерность, например, проявляют морфин, пилокарпин и гистамин);
• с возрастанием дозы фармакологический эффект вначале повышается незначительно, а затем сильнее.
Эти закономерности изображены на рисунке 2. Как видно из приведенных на нем кривых, фармакологическая реакция не всегда возрастает пропорционально дозе. В некоторых случаях эффект увеличивается в большей степени или меньшей. S-образная форма кривой чаще всего встречается при исследовании токсических и смертельных доз, в диапазоне терапевтических доз она встречается редко. Необходимо отметить, что кривые, изображенные на рисунке 2, являются частью графика, приведенного на рисунке 1.

Советский фармаколог А.Н. Кудрин доказал существование ступенеобразной зависимости фармакологического эффекта от дозы, когда переход от одной величины реакции к другой иногда происходит скачкообразно, а иногда постепенно. Такая закономерность характерна для терапевтических доз.
Эффекты, обусловленные введением токсических доз, зависят не только от величины самой дозы или концентрации вещества, но также от времени его воздействия. На основе анализа различных соотношений между концентрацией и временем все яды разделили на две группы: хроноконцентрационные и концентрационные. Эффект последних зависит от их концентрации и не определяется временем действия (таковы летучие наркотики и местноанестезирующие вещества – кокаин, кураре). Токсический эффект хроноконцентрационных ядов существенно зависит от времени их действия. К ним относятся вещества, оказывающие влияние на обмен веществ и на некоторые ферментные системы.
На основе экспериментальных данных удалось значительно расширить номенклатуру используемых доз.

Различают такие виды доз:
• субпороговая – не вызывающая физиологического эффекта по избранному показателю;
• пороговая – вызывающая начальные проявления физиологического действия по регистрируемому показателю;
• терапевтическая – диапазон доз, вызывающих лечебный эффект в условиях экспериментальной терапии;
• токсическая – вызывающая отравление (резкое нарушение функций и структуры организма);
• максимально переносимая (толерантная) (ДМТ) – вызывающая отравление без смертельных исходов;
• эффективная (ЕД) – вызывающая программируемый эффект в определенном (заданном) проценте случаев;
• ЛД50 – вызывающая гибель 50% подопытных животных;
• ЛД100 – вызывающая гибель 100% подопытных животных.

Известно, что одни и те же вещества могут не оказывать действия на здоровый организм или орган и, наоборот, проявлять выраженный физиологический эффект в отношении больного. Например, здоровое сердце не реагирует так на дигиталис, как больное. Малые дозы некоторых гормональных веществ оказывают выраженное действие на больной организм, не проявляя активности на здоровом.
Объяснить подобное явление, вероятно, можно исходя из учения Н.Е. Введенского:
при действии различных внешних раздражителей наступает такое состояние, когда на малый стимул биологические объекты отвечают повышенной реакцией (парадоксальная фаза). Аналогичная закономерность наблюдалась не только при действии физических факторов, но также многих лекарственных веществ. Парадоксальная фаза характеризуется еще и значительным снижением способности к ответу на более сильные воздействия. В механизме действия лекарств это явление также, вероятно, имеет важное практическое значение.
В конце прошлого столетия немецкие фармакологи Г. Нотнагель и М. Россбах в «Руководстве к фармакологии» (1885) писали, что в кураризованном состоянии в некоторых стадиях отравления при легчайшем прикосновении к коже, например при слабом проведении по ней пальцем, при дуновении на нее ртом, наблюдалось продолжительное повышение давления крови; зато сильнейшие болезненные вмешательства на тех же местах (прижигание горчичным спиртом, концентрированными кислотами, каленым железом и т. п.) не оказывали ни малейшего повышающего кровяное давление действия – мало того, изредка наблюдалось даже понижение давления. Они также отмечали, что у здоровых неотравленных животных ни легкие тактильные раздражения кожи, ни даже сильнейшие болезненные вмешательства не влияли на кровяное давление; ни электрические, ни химические или «каустические» раздражения не давали ожидаемых эффектов.
Итак, повышение дозы лекарственного вещества усиливает его фармакологический эффект в диапазоне как терапевтических, так и токсических доз. Если лекарство стимулирует функцию, то в диапазоне токсических доз наблюдается обратный эффект – угнетение. На фоне измененной реактивности организма могут наблюдаться извращенные реакции на введение малых и больших доз лекарственных веществ.
Но не только величина дозы определяет фармакологический эффект. Оказалось, что
лекарственное вещество проявляет неоднозначное действие – угнетение функции или усиление ее, оно вызывает фармакологическую реакцию, которая во времени состоит из нескольких фаз. Понятие о фазах действия лекарств сформулировано еще в начале века, когда изучалось влияние мускарина на изолированное сердце. После погружения сердца в раствор мускарина оно вначале останавливалось в фазе расслабления (диастолы), а затем опять начинало сокращаться. После промывания в чистой питательной среде (когда ткань отмывалась от яда) отмечалось вторичное ослабление сердечной деятельности. Исследователи пришли к выводу, что момент выхода яда – это также фармакологически активная фаза.
Впоследствии было доказано, что подобная реакция наблюдается также при воздействии других веществ (пилокарпина, ареколина, адреналина) и на другие изолированные органы.
В 1911 г. Н.П. Кравков писал, что подобно тому, как при изучении действия электрического тока на нерв приходится считаться с моментом его замыкания и размыкания, так и при изучении действия яда необходимо принимать во внимание не только момент вхождения его в ткани и их насыщения, но и выход из них. В лаборатории Н.П. Кравкова позже было установлено, что не всегда исследуемое вещество дает одинаковый эффект в «фазе вхождения» и в «фазе выхождения». Например, вератрин и стрихнин суживают сосуды изолированного уха кролика в «фазе вхождения» и расширяют в «фазе выхождения». Алкоголь суживает сосуды в «фазе вхождения» и расширяет их в «фазе выхождения». При однозначном действии в обеих фазах часто эффект в «фазе выхождения» был значительно выше. В одной из своих работ Кравков писал, что при изучении действия какого-либо яда следует различать фазу его вхождения в ткани, фазу насыщения тканей (или пребывания в них) и, наконец, фазу выхождения из них. Заметим, что эти результаты были получены на изолированных органах и, значит, их нельзя полностью переносить на целостный организм. В настоящее время трудно ответить, будут ли подобные закономерности проявляться, например, при насыщении организма каким-либо фармакологическим препаратом. Гипотеза Кравкова имеет лишь историческое значение.

Распределение лекарственных препаратов по тканям

После того как лекарственное средство попадает в системный кровоток, оно распределяется в тканях организма. Распределение обычно происходит неравномерно из-за различий в интенсивности кровоснабжения, связывания с тканями (например, с различным содержанием жира), местного рН и проницаемости клеточных мембран.

Степень проникновения лекарственного средства в ткань зависит от скорости кровотока, массы ткани и характера распределения вещества между кровью и тканью. Равновесное распределение (когда скорости проникновения и выхода из ткани совпадают) достигается быстрее в областях с богатой васкуляризацией, если диффузия через клеточную мембрану не является скорость-лимитирующим фактором. После достижения равновесия концентрация лекарственного средства в ткани и внеклеточных жидкостях пропорциональна концентрации в плазме крови. Метаболизм и элиминация происходят одновременно с распределением, делая процесс динамичным и сложным.

После того, как лекарственное средство проникло в ткани, его распределение в интерстициальной жидкости определяется, в первую очередь, перфузией. Для мало перфузируемых тканей (например, мышечной, жировой) характерно очень медленное распределение, особенно если ткань обладает высоким сродством к лекарственному веществу.

Объем распределения

Кажущийся объем распределения – это гипотетический объем жидкости, в котором могло бы распределиться общее количество введенного лекарственного средства для создания концентрации, соответствующей таковой в плазме крови. Например, если вводится 1 000 мг лекарственного средства, а концентрация в плазме крови составляет 10 мг/л, то 1 000 мг распределяется в 100 л (доза/объем = концентрация; 1 000 мг/x л = 10 мг/л; отсюда: x = 1 000 мг/10мг/л = 100 л).

Объем распределения не имеет никакого отношения к объему тела или содержанию в нем жидкости, а, скорее, зависит от характера распределения лекарственного вещества в организме. В случае препаратов, интенсивно связывающихся с тканями, очень малая их доля остается в системе кровообращения. Следовательно, концентрация в плазме крови будет низкой, а объем распределения – высоким. Лекарственные средства, которые преимущественно остаются в кровотоке, обычно имеют низкий объем распределения.

Объем распределения служит эталоном для плазменной концентрации, ожидаемой для введенной дозы, но дает мало информации о конкретной схеме распределения. Каждый препарат по-своему распределяется в организме. Одни препараты распределяются в основном в жировой ткани, другие – остаются во внеклеточной жидкости, а некоторые в значительной степени связаны с конкретными тканями.

Лекарственные препараты, являющиеся слабыми кислотами (например, варфарин, аспирин), зачастую хорошо связываются с белками плазмы и поэтому имеют невысокий кажущийся объем распределения. Многие основания (например, амфетамин, петидин), напротив, в большой степени захватываются тканями и, таким образом, имеют кажущийся объем распределения больше, чем объем всего организма.

Связывание

Степень распределения ЛС в ткани зависит от его относительного связывания с белками плазмы крови и тканями. В кровотоке лекарственные средства транспортируются частично как свободная (несвязанная) фракция, а частично – как связанная фракция (например, с белками плазмы крови или клетками крови). Из множества белков плазмы, которые могут взаимодействовать с препаратами, наиболее важными являются альбумин, альфа-1 кислый гликопротеин и липопротеины. ЛС-слабые кислоты обычно более интенсивно связываются с альбумином; основания, напротив, – с альфа-1-кислым гликопротеином и/или липопротеинами.

Только несвязанное лекарственное средство способно к пассивной диффузии в экстраваскулярные пространства или ткани, где происходит его фармакологическое действие. Поэтому концентрация несвязанного лекарственного средства в системном кровотоке обычно определяет концентрацию его в месте реализации эффекта и, таким образом, выраженность последнего.

При высоких концентрациях количество связанного лекарственного средства достигает верхнего предела, определяемого количеством доступных участков связывания. Их насыщение – основа эффекта вытеснения при взаимодействии лекарственных средств (см. Влияние препаратов на рецепторы Связывание ).

Лекарственные препараты способны связываться с различными веществами помимо белков. Связывание обычно происходит, когда лекарственное средство взаимодействует с макромолекулой в водной среде, но может также произойти, когда оно проникает в жировую ткань организма. Поскольку она слабо перфузируется, время достижения равновесного состояния обычно длительное, особенно если препарат является высоколипофильным.

Накопление лекарственных средств в тканях или компартментах организма может быть причиной пролонгирования их эффекта, т.к. ткани высвобождают накопленный препарат по мере того, как снижается концентрация его в плазме крови. Например, тиопентал обладает высокой липофильностью, быстро проникает в головной мозг после однократного внутривенного введения и характеризуется развитием выраженного и быстрого анестезирующего эффекта; затем его действие прекращается в течение нескольких минут по мере того, как он перераспределяется в медленно перфузируемую жировую ткань. Затем тиопентал медленно высвобождается из запасов жира, поддерживая субанестетическую концентрацию в плазме крови. При повторном введении концентрация может стать значительной, приводя к тому, что препарат в большом количестве накопится в жировой ткани. Таким образом, этот процесс сначала сокращает время действия лекарственного средства, а затем продлевает его.

Некоторые лекарственные средства накапливаются в клетках вследствие связывания с белками, фосфолипидами или нуклеиновыми кислотами. Например, концентрация хлорохина в лейкоцитах и гепатоцитах может быть в тысячу раз выше, чем в плазме крови. Лекарственное вещество в клетках находится в равновесии с его концентрацией в плазме крови и переходит туда по мере элиминации препарата из организма.

Гематоэнцефалический барьер

Лекарственные средства проникают в центральной нервной системы по капиллярам мозга и через спинномозговую жидкость (СМЖ). Хотя головной мозг получает примерно 1/6 сердечного выброса, распределение препаратов в ткань головного мозга ограниченно, поскольку проницаемость головного мозга отличается от других тканей. Хотя некоторые жирорастворимые лекарственные средства (например, тиопентал) легко попадают в головной мозг, проникновение полярных соединений затруднено. Причиной этого является гематоэнцефалический барьер, который состоит из эндотелия капилляров головного мозга и астроцитарных отростков. Эндотелиальные клетки капилляров головного мозга, которые более тесно соединены друг с другом, чем клетки других капилляров, замедляют диффузию водорастворимых лекарственных средств. Астроцитарная оболочка состоит из слоя глиальных клеток соединительной ткани (астроцитов), примыкающего к базальной мембране эндотелия капилляров. С возрастом защитная функция гематоэнцефалического барьера становится менее эффективной, что приводит к повышению проникновения различных веществ в головной мозг.

Лекарственные вещества могут попадать в спинномозговую жидкость желудочков через хориоидальное сплетение, затем пассивно диффундируя в ткань головного мозга из ликвора. Кроме того, в хориоидальном сплетении органические кислоты (например, пенициллин) активно транспортируются из спинномозговой жидкости в кровь.

Скорость проникновения лекарственного средства в спинномозговую жидкость, как и в случае других тканей, определяется в основном мерой связывания с белками, степенью ионизации и коэффициентом распределения лекарственного средства в жирах и воде. Проникновение в головной мозг замедлено для препаратов, в значительной степени связанных с белками, и практически отсутствует для ионизированных форм слабых кислот и оснований. Поскольку ЦНС хорошо кровоснабжается, скорость распределения лекарственного средства определяется, прежде всего, проницаемостью клеточных мембран.