Wydalanie leków i ich metabolitów

Wydalanie leków i ich metabolitów przez organizm ludzki zachodzi poprzez:

• nerki – większość leków – w postaci niezmienionej albo jako rozpuszczalne w wodzie metabolity

• wątrobę i żółć – niektóre leki – wydzielane do żółci podlegają później często wtórnej reabsorpcji z jelit

• płuca – substancje lotne np. gazy znieczulające

• mleko, pot, ślina – w mniejszym stopniu

Najważniejszym mechanizmem wydalania leków i ich metabolitów jest eliminacja przez nerki. Niektóre substancje (np. penicylina) przechodzą szybko i niemal całkowicie z krwi do nerek a inne (np. diazepam) bar-dzo powoli. Produkty metabolizmu (reakcji I i II fazy) zawsze przechodzą szybciej do nerek niż związki macierzyste.

Za eliminację leków w nerkach odpowiedzialne decydują 3 mechanizmy:

• filtracja kłębuszkowa

• czynne wydzielanie i reabsorpcja kanalikowa

• bierna dyfuzja przez nabłonek kanalików

Filtracja kłębuszkowa

• Filtracji przez kłębuszki nerkowe ulega ok. 20% przepływającej przez nerki krwi.

• Do przesączu pierwotnego przedostać się mogą jedynie cząsteczki leków o masie cząsteczkowej do 20 000. Dlatego większość leków przesącza się bez problemów.

• Jeśli jednak lek w dużym stopniu związany jest z albuminami (m. cz.

68 000), to nie przechodzi do przesączu a jego klirens jest odpo-wiednio mniejszy.

• Na filtrację kłębuszkową mają wpływ czynniki zmieniające przepływ nerkowy.

1

Czynne wydzielanie kanalikowe i reabsorpcja

• 80% krwi przepływającej przez nerki przechodzi przez naczynia włosowate okołokanalikowe kanalika proksymalnego. Z nich do światła kanalika transportowane są leki.

• Ponieważ leki transportowane są z wykorzystaniem mechanizmu transportu aktywnego (a więc także wbrew gradientowi stężeń) czynne wydzielanie kanalikowe jest najbardziej efektywnym mechanizmem eliminacji leków przez nerki – stężenie leku w osoczu może zmniejszyć się nawet do wartości bliskich zera.

• Białka przenośnikowe można podzielić na dwie grupy w zależności od tego czy transportują leki o odczynie kwaśnym czy zasadowym.

• W przeciwieństwie do filtracji kłębkowej, transport czynny osiąga du-

że wartości klirensu nawet jeśli lek jest w dużym stopniu wiązany z białkami osocza (spadek stężenia wolnego leku w osoczu wskutek je-go transportu do kanalika powoduje dysocjację leku z połączenia z albuminami i ponowny wzrost fazy wolnej)

• Duża grupa leków korzystać może z tego samego układu transportującego, co powodować może zjawisko kompetycyjnego hamowania.

Można to wykorzystać – np. probenecyd hamuje wydalanie penicyliny przedłużając w ten sposób jej działanie.

Dyfuzja przez kanaliki nerkowe

• Podczas przechodzenia przesączu przez kanalik dochodzi do biernej reabsorpcji wody (ok. 99% objętości pierwotnego przesączu ulega biernej reabsorpcji).

• Jeśli ściana kanalika jest przepuszczalna dla cząsteczek danego leku zostanie on ponownie wchłonięty wraz z wodą.

• Dlatego leki dobrze rozpuszczalne w tłuszczach są tak wolno wydalane przez nerki.

• Jeśli lek składa się z cząsteczek spolaryzowanych, a więc słabo prze-nikających przez ścianę kanalika – jego stężenie w świetle kanalika będzie wielokrotnie wyższe niż w osoczu (glikozydy, aminoglikozydy).

• Dla leków będących słabymi kwasami lub zasadami kluczowe znacze-nie dla tego mechanizmu ma pH moczu – w moczu kwaśnym groma-dzić się będą słabe zasady, a w moczu zasadowym – słabe kwasy.

2

Klirens nerkowy

Klirens nerkowy jest to objętość osocza ulegająca całkowitemu oczysz-czeniu przez nerki z danej substancji w jednostce czasu (minuta).

C V

m m

CL =

Co

Cm – stężenie leku w moczu

Vm – objętość moczu

Co – stężenie leku w osoczu

Czyli klirens leku równy np. 20 ml/min oznacza, że w ciągu minuty z danego leku oczyszczane jest całkowicie 20 ml osocza.

Przepływ krwi przez:

Nerki ~

600

ml/min

Kłębuszki nerkowe (20%)

~ 120 ml/min

W związku z tym:

Substancje

• wydalane wyłącznie poprzez przesączanie kłębuszkowe

• nie wchłaniane zwrotnie w kanalikach

będą miały klirens nerkowy ok. 120 ml/min (inulina) Substancje

• wydalane poprzez przesączanie kłębuszkowe oraz wydalanie czynne w kanalikach

• nie wchłaniane zwrotnie w kanalikach

będą miały klirens nerkowy ok. 600 ml/min (kwas p-aminohipurowy) Substancje

• wchłaniane zwrotnie w kanalikach

będą miały niski klirens nerkowy (nawet poniżej 1 ml/min)

3

Pacjenci z niewydolnością nerek powinni mieć korygowaną dawkę leku w zależności od wyliczonego klirensu kreatyniny endogennej wg wzoru: klirens kreatyniny

Dawka =

normalna

Dawka

×

ml

100

/ min

Wzór ten jest odpowiedni jedynie dla leków wydalanych w całości przez nerki. Jeśli lek jest wydalany także w inny sposób należy uwzględnić tylko frakcję wydalaną przez nerki.

Wydalanie z żółcią

• Komórki wątrobowe wydzielają do żółci różnorodne substancje za-równo na drodze dyfuzji biernej jak i aktywnego transportu.

• Leki lipofilne oraz sprzężone formy leków hydrofilnych (szczególnie z kw. glukuronowym) gromadzą się w ten sposób w żółci i z nią dosta-ją się do jelita.

• W jelicie kwas glukuronowy zwykle się odszczepia, uwalniając aktywną postać leku, która po ponownym wchłonięciu z jelita może ten cykl powtórzyć. Cykl ten nazywa się krążeniem jelitowo-wątrobowym.

• Mechanizm ten może przedłużyć działanie niektórych leków, takich jak morfina czy etynyloestradiol

4