plik


ÿþTransport leków przez bBony biologiczne Zanim lek dotrze do odpowiedniego receptora i wywoBa okre[lony efekt farmakologiczny, musi przedosta si z miejsca podania (np. przewód pokarmowy) do miejsca dziaBania (np. mózg). Przemieszcza- jc si pomidzy kompartmentami organizmu lek musi przekracza ró|ne bariery biologiczne. S to najcz[ciej podwójne, fosfolipidowe bBony komórek. Istniej te| bardziej zBo|one bariery, np.: o bariera nabBonkowa tworzona przez [luzówk przewodu po- karmowego skBada si ze [ci[le przylegajcych do siebie ko- mórek (lek aby dosta si do organizmu musi pokona dwie bBony komórkowe  zewntrzn i wewntrzn) o [ródbBonek naczyniowy jest bardziej skomplikowan barier - w szczelinach midzy jego komórkami znajduje si luzna ma- sa biaBkowa nie przepuszczajca wikszych czsteczek " w mózgu i w Bo|ysku wystpuj bardzo [cisBe poBczenia midzy komórkami [ródbBonka " z kolei w wtrobie i [ledzionie [ródbBonek nie jest cigBy, co pozwala na Batwiejsze przechodzenie leków Przechodzenie czsteczek substancji przez bBony komórkowe zachodzi za po[rednictwem czterech gBównych mechanizmów: 1. Dyfuzji biernej przez lipidy 2. Dyfuzji przez pory wodne 3. Transportu przeno[nikowego 4. Pinocytozy Dyfuzja przez pory wodne ma maBe znaczenie z punktu widzenia farma- kokinetyki leków, poniewa| maBa [rednica porów uniemo|liwia przej[cie leków o wielko[ci > 1nm. Pinocytoza polega na utworzeniu z zagBbienia bBony komórkowej p- cherzyka z zawarto[ci zewntrzkomórkow. Pcherzyk ten mo|e uwol- ni si do wntrza komórki lub zosta wydalony po drugiej stronie (np. przechodzenie insuliny przez barier krew-mózg). Mechanizm ten rów- nie| rzadko po[redniczy w dystrybucji leków. Najwa|niejsze z punktu widzenia farmakokinetyki leków s procesy dy- fuzji biernej przez lipidy oraz transportu przeno[nikowego. 1 Dyfuzja bierna przez lipidy MAAE DU{E JONY CZSTECZKI NIENAAADOWANE NIENAAADOWANE HYDROFOBOWE CZSTECZKI CZSTECZKI POLARNE POLARNE HCO3- K+ N2 Na+ O2 glukoza Ca2+ H2O CO2 H+ Mg2+ Cl- benzen mocznik Dyfuzja bierna jest podstawowym mechanizmem przenikania leków przez bBony biologiczne. Niezjonizowane substancje o wBa[ciwo[ciach lipofilnych przechodz bez problemu przez bBon lipidow. SiB napdo- w tego przemieszczania si jest gradient st|enia substancji po obu stronach bBony. st|enie st|enie zewntrzne (Cz) wewntrzne (Cw) powierzchnia bBony (A) grubo[ bBony (h) A PrzepByw [mol/s] = P × "C × h P  wspóBczynnik przenikalno[ci leku "C  przezbBonowy gradient st|eD (Cz  Cw) A  powierzchnia bBony h  grubo[ bBony 2 WspóBczynnik przenikalno[ci P dla substancji biernie przechodzcej przez bBon komórkow zale|y od dwóch warto[ci wynikajcych z bu- dowy leku: D  wspóBczynnik dyfuzji  miara poruszania si czsteczek w lipidach. Zale|ny od ksztaBtu oraz wielko[ci czsteczki. K  wspóBczynnik rozdziaBu  miara rozpuszczalno[ci danej substancji w tBuszczach. Zale|ny od polaryzacji czsteczki. WspóBczynnik rozdziaBu K jest jedn z najwa|niejszych warto[ci za- le|nych od budowy leku, która okre[la przenikanie leku przez bBon lipi- dow. Oznacza si go badajc dystrybucj danej substancji pomidzy wod a olejem ro[linnym: [Lek w oleju] 1000 K=1000 [Lek w wodzie] 1 Lek Batwo rozpuszczalny w lipidach. Aatwo przenika przez bBony lipidowe o ile nie jest zbyt du|y. [Lek w oleju] 1 K=0.001 [Lek w wodzie] 1000 Lek sBabo rozpuszczalny w lipidach. yle prze- chodzi przez bBony komórkowe. Rozpuszczalno[ w tBuszczach jest jedn z najwa|niejszych cech charak- teryzujcych dany lek, wpBywa bowiem m.in. na szybko[ jego wchBa- niania z jelit, przechodzenie do mózgu i tkanek czy szybko[ eliminacji przez nerki. 3 pH i stan zjonizowania Wikszo[ leków to sBabe kwasy lub zasady, w zwizku z czym istniej one zarówno w formie zjonizowanej jak i niezjonizowanej, a wzajemny stosunek tych form zale|y od pH [rodowiska. Ma to podstawowe zna- czenie dla procesów wchBaniania i dystrybucji poniewa| przez bBon lipidow przenika mo|e tylko lek w postaci niezjonizowanej. Dla sBabej zasady reakcja jonizacji wyglda nastpujco: Ka BH+ B + H+ a staB dysocjacji pKa mo|na obliczy z równania Hendersona- Hasselbalcha: [BH+] pKa = pH + log [B] Dla sBabego kwasu odpowiednie wzory to: Ka [AH] AH A- + H+ pKa = pH + log [A-] Obliczmy przykBadowo pKa strychniny wiedzc, |e w [rodowisku |oBdka (pH = 2) zmierzona przez nas liczba zjonizowanych czsteczek strych- niny wynosi 107 a niezjonizowanych 10: 7 pKa = 2 + log 101 = 2 + log 106 = 2 + 6 = 8 10 Policzmy teraz ile razy wicej w |oBdku (pH = 2) jest czsteczek nie- zjonizowanych kwasu salicylowego (pKa = 3) ni| czsteczek zjonizowa- nych: [AH] pKa = pH + log [A-] [AH] 3 = 2 + log [A-] [AH] [AH] log = 1 czyli = 101 [A-] [A-] Wynika z tego, |e w [rodowisku |oBdka jest dziesiciokrotnie wicej niezjonizowanych czsteczek kwasu salicylowego ni| zjonizowanych. 4 Warto[ pKa mo|na zdefiniowa równie| jako takie pH, przy którym liczba czsteczek zjonizowanych i niezjonizowanych leku jest dokBadnie taka sama. StopieD jonizacji leków w zale|no[ci od pH niskie pH pH = pKa wysokie pH SBaby kwas AH > A+ H+ AH = A+ H+ A+ H+ > AH SBaba zasada BH+ > B BH+ = B B > BH+ Chlorochina pKa Desmetylimipramina SILNA 12 SAABY Amfetamina ZASADA KWAS 11 Atropina Kwas askorbinowy Histamina 10 Propranolol 9 Fenytoina Chlorpromazyna Mepyramina 8 Tiopental Dopamina Fenobarbital 7 Noradrenalina Chlorotiazyd 6 Morfina Sulfametoksazol Ergometryna 5 Warfaryna Trimetoprim Metotreksat 4 Chlordiazepoksyd Aspiryna 3 Diazepam Probenecid 2 Penicyliny SILNY SAABA 1 KWAS L-DOPA ZASADA Warto[ci pKa niektórych leków o odczynie kwa[nym i zasadowym (za: Rang 2000,  Pharmacology , Churchil Livingstone, Edinburgh) Je[li nie wiadomo, czy lek jest sBabym kwasem czy zasad mo|na to czasem odgadn  leki bywaj rozpowszechniane w postaci soli: " sBabe kwasy tworz sole z silnymi zasadami (np. sól sodowa ampi- cyliny) " sBabe zasady tworz sole z silnymi kwasami (np. chlorowodorek epinefryny) 5 WpByw ró|nic pH na rozmieszczenie leków w organizmie Je[li pomidzy kompartmentami wodnymi przedzielonymi bBon lipido- w istniej ró|nice pH, to ilo[ czsteczek leku w tych kompartmentach mo|e si znacznie ró|ni. Mówi o tym prawo podziaBu pH sformuBowane przez Brodiego. Zgodnie z tym prawem je[li bBona rozdziela dwie fazy wodne o ró|nym pH, to: " sBaby kwas bdzie gromadziB si po stronie o wikszym pH (bo tam jest silniej zjonizowany) " sBaba zasada bdzie gromadziBa si po stronie o mniejszym pH (bo tam jest silniej zjonizowana) SBaby kwas pKa 6 SBaba zasada pKa 6 pH 7,4 pH 5,0 pH 7,4 pH 5,0 [AH] 10 10 [AH] [B] 10 10 [B] [A-] [H+] 90 1 [A-] [H+] [BH+] 1 90 [BH+] " = 100 " = 11 " = 11 " = 100 (za: Danysz 1996,  Podstawy farmakologii , Volumed, WrocBaw) Nie wszystkie leki podlegaj jednak w peBni prawu podziaBu pH  niektó- re bowiem substancje nawet w postaci niezjonizowanej nie s wystar- czajco rozpuszczalne w lipidach aby przej[ przez bBony biologiczne (np. aminoglikozydy posiadajce w swej budowie czsteczk cukru). 6 Na poni|szym rysunku przedstawiono w jaki sposób sBaby kwas (aspiry- na) oraz sBaba zasada (petydyna) byByby rozmieszczone w wyidealizo- wanych warunkach w trzech kompartmentach organizmu ludzkiego  w soku |oBdkowym (pH 3), osoczu (pH 7,4) oraz moczu (pH 8). Sok |oBdkowy Osocze Mocz pH 3 pH 7,4 pH 8 >400 Anion A- Niezdysocjowany kwas AH 100 < 0,1 >106 Zjonizowana zasada Niezjonizowana BH+ 100 zasada B 30 (za: Rang 2000,  Pharmacology , Churchil Livingstone, Edinburgh) ZakBada si, |e przez bBony przechodzi wyBcznie forma niezjonizowana i dlatego osiga takie samo st|enie w ka|dym kompartmencie. Forma zjonizowana nie przechodzi przez bBony, wic po pewnym czasie caBko- wite st|enie leku (forma zjonizowana + forma niezjonizowana) w ka|- dym kompartmencie bdzie inne. SBabe kwasy gromadzi si bd w kompartmencie o wysokim pH i vice versa. Zjawisko takie nazywa si puBapk jonow. PrzykBadowe konsekwencje puBapki jonowej: " Zakwaszenie moczu: o przyspiesza wydalanie sBabych zasad (dlatego podajemy Fu- ragin z witamin C) o opóznia wydalanie sBabych kwasów " Alkalizacja moczu o przyspiesza wydalanie sBabych kwasów (dlatego w zatruciu aspiryn alkalizuje si mocz) o opóznia wydalanie sBabych zasad 7 Aspiryna Petydyna sBaba zasada pK 3,5 sBaby kwas pK 3,5 Transport leków z u|yciem no[ników Du|a cz[ bBon komórkowych posiada mechanizmy wyspecjalizowane w transporcie istotnych z punktu widzenia fizjologii substancji takich jak cukry, aminokwasy czy neuroprzekazniki. Transport taki odbywa si zwykle przy pomocy wyspecjalizowanego przezbBonowego biaBka prze- no[nikowego wi|cego jedn lub wicej czsteczek danej substancji i uwalniajcego je po drugiej stronie bBony. Taki sposób przenikania sub- stancji przez bBony charakteryzuje si, w odró|nieniu od dyfuzji biernej, nastpujcymi cechami: " mo|liwo[ci transportu przez bBon substancji hydrofilnych " wybiórczo[ci wzgldem przenoszonych substancji (niekoniecznie du|) " wysycaniem si przeno[ników przy wysokich st|eniach substratu " mo|liwo[ci wystpienia kompetycyjnego hamowania przez konku- rujce substancje Wyró|niamy dwa rodzaje transportu przeno[nikowego: 1. Dyfuzja uBatwiona: " odbywa si zawsze zgodnie z gradientem st|eD wic nie mo|e sama wytwarza takiego gradientu " nie wymaga zu|ytkowania energii " mo|e odbywa si przy u|yciu biaBka transportujcego (np. wit. B12) bdz kanaBu jonowego (np. K+, Na+) " w transporcie leków raczej nie odgrywa istotnego znaczenia 2. Transport aktywny " mo|e odbywa si wbrew gradientowi st|eD (wykorzystuje energi czerpan z rozkBadu ATP) " mo|e generowa gradient elektrochemiczny " ma istotne znaczenie w transporcie bBonowym leków np. w: o kanalikach nerkowych o drogach |óBciowych o barierze krew-mózg o przewodzie pokarmowym 8

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
wyklad 3 Transport przez blony biologiczne[1]
0202 04 03 2009, wykład nr 2 , Budowa i funkcje błony komórkowej oraz transport przez błony(1)
Transport przez błony
Wykład 1 Transport przez błony
wykład 3 transport przez blony
TRANSPORT PRZEZ BLONY BIOL
TRANSPORT PRZEZ BLONY BIOL
K TRANSPORT PRZEZ BLONY
transport przez błony
Biochemia wykład 12 Błony biologiczne
BÅ‚ony biologiczne architektura i funckja sackman 1

więcej podobnych podstron