28.07.2014.
Aptekarz Polski
Start.
Aktualności
Opieka farmaceutyczna
Wszechnica
Manuał aptekarski
W aptece
Lex Apothecariorum
Edukacja
Farmacja na świecie
Rynek leków
Panorama samorządu
Biblioteka
Historia farmacji
Muzealny kalejdoskop
PharmaExpert
Nowe rejestracje
Świat w pigułce
Chwila oddechu
Sport to zdrowie
Galeria
Przegląd prasy
Warto wiedzieć
Rozmowy Redakcji
Listy do Redakcji
Forum wydarzeń
Z uniwersytetu
Numer 94/72 online
Menu witryny
Wydawnictwo NIA
Zamów Aptekarza






mapa strony: Start. arrow Wszechnica arrow 12.2011 - "Podstawowe parametry farmakologiczne, a drogi podania leku."


 


12.2011 - "Podstawowe parametry farmakologiczne, a drogi podania leku." Drukuj Email

grudzień 2011, nr 64/42 online

PODSTAWOWE PARAMETRY FARMAKOLOGICZNE,

A DROGI PODANIA LEKU

    W ulotkach informacyjnych leków często znajdujemy wartości jego parametrów farmakokinetycznych, takie jak wartość biologicznego okresu półtrwania, biodostępność, szybkość eliminacji czy stopień wiązania z białkami krwi. Dane te obrazują rozmiar i czas działania leku w organizmie, a także pozwalają ustalić indywidualnie dawkę dla pacjenta. Farmakokinetyka zajmuje się matematycznym opisem losów leku w organizmie i jest ściśle związana z formą leku oraz drogą jego podania. Lek po dostaniu się do organizmu ulega procesom takim jak uwalnianie, wchłanianie,  dystrybucja,  metabolizm i wydalanie, które determinują moment wystąpienia efektu farmakologicznego. Substancja lecznicza po uwolnieniu z postaci leku ulega wchłonięciu do krwi, przenikając poprzez błony lipidowe na zasadzie transportu biernego, aktywnego, konwekcyjnego, ułatwionego, przez pary jonowe lub pinocytozę.

   Leki podane doustnie i w niektórych przypadkach podane doodbytniczo, przechodzą przez wątrobę, gdzie w obecności enzymów mogą ulec metabolizmowi w procesie pierwszego przejścia. Leki podlegające w dużym stopniu metabolizmowi pierwszego przejścia mogą być w dużym procencie inaktywowane po podaniu doustnym, np. triazotan glicerolu, lidokaina, co oznacza, że mogą nie uzyskać stężeń terapeutycznych we krwi. 

   Lek dostawszy się do krwi wiąże się w sposób odwracalny z białkami, lecz właściwe działanie farmakologiczne może wywierać tylko wolna, niezwiązana część leku. Z krwi lek przechodzi przez kolejne błony biologiczne do innych płynów ustrojowych (limfa, woda pozakomórkowa) i tkanek, czyli następuje jego rozmieszczenie w organizmie (dystrybucja). Dystrybucja jest procesem odwracalnym, to znaczy, że lek obecny w krwi jest stale w równowadze z innymi płynami ustrojowymi, stąd zmiany stężenia leku we krwi mogą być wskaźnikiem zmian stężenia leku w innych tkankach. Z tkanek lek przechodzi z powrotem do krwi i jest wydalany albo w postaci niezmienionej przez nerki, ślinę lub mleko, albo ulega metabolizmowi w wątrobie. Metabolity są usuwane wraz z niezmienionym lekiem i innymi produktami przemiany materii. 

   Wymienione procesy można opisać przy pomocy parametrów farmakokinetycznych na podstawie oznaczonych doświadczalnie stężeń leku we krwi i moczu, co wymaga przyjęcia odpowiedniego modelu. W farmakokinetyce model taki stanowi układ kompartmentów oddzielonych od siebie błonami, przez które lek i/lub jego metabolity mogą przechodzić z mierzalną szybkością. Poszczególne kompartmenty tworzy zespół tkanek bądź narządów w którym występuje jednorodne stężenie substancji czynnej. W organizmie można wyróżnić kompartment centralny (krew i dobrze unaczynione narządy) i tkankowy. Wyróżnia się modele jedno-, dwu-  lub wielokompartmentowe oraz farmakokinetykę bezmodelową. 

   W farmakokinetyce rozróżnia się dwie drogi podania: dożylną i pozanaczyniową. Lek podany dożylnie przedostaje się do krwi i szybko rozmieszcza w tkankach. Przez pobieranie kolejnych próbek krwi można oznaczyć szybkość eliminacji leku w czasie. W farmakokinetyce liniowej zmiany takie zachodzą według krzywej wykładniczej, co oznacza, że w danym czasie określona ilość leku jest eliminowana w jednostce czasu. Proces, który zależy od zmian stężenia w czasie, nazywa się reakcją pierwszego rzędu i jest typowy dla  większości leków. Jeżeli natomiast układy enzymatyczne odpowiedzialne za metabolizm ulegną nasyceniu, to kinetyka eliminacji zmienia się do zerowego rzędu, tj. eliminacja zachodzi przy stałej szybkości i nie podlega wpływowi zwiększonego stężenia leku (np. etanol, fenytoina). Mając linearyzację wykresu można obliczyć podstawowe parametry farmakokinetyczne jak: stała szybkości eliminacji, biologiczny okres półtrwania, objętość dystrybucji, pole pod krzywą zależności stężenia od czasu, dostępność biologiczną w podaniu pozanaczyniowym, maksymalne stężenie leku, stałą szybkości absorpcji. 

   Objętość dystrybucji to hipotetyczna objętość płynów ustrojowych, w której po równomiernym rozmieszczeniu lek miałby stężenie takie jak w osoczu krwi. Jeżeli objętość dystrybucji dorosłego człowieka wynosi do 5 litrów, to zakłada się, że dystrybucja leku jest ograniczona wyłącznie do układu krążenia, do 15 L wskazuje na rozmieszczenie leku w płynie zewnątrzkomórkowym, a powyżej 15 L wskazują na rozmieszczenie leku w całej przestrzeni wodnej organizmu i pewnych tkankach. Objętość dystrybucji ulega zmianom w stanach patologicznych wywołanych schorzeniem nerek, wątroby, układu krążenia.

   Biologiczny okres półtrwania leku to czas, w którym stężenie leku we krwi zmniejszy się do połowy po uprzednim równomiernym rozmieszczeniu leku w ustroju. Biologiczny okres półtrwania można określić jako bardzo krótki (do 1 h) ma lidokaina, krótki (od 1 do 4 h) ma kwas acetylosalicylowy, a średni (4-10 h) efedryna. Długi (10-24 h) biologiczny okres półtrwania ma chlordiazepoksyd, zaś bardzo długi - powyżej 24 h - digoksyna. Biologiczny okres półtrwania jest wielkością niezależną od dawki.

   Stała szybkości eliminacji jest ilością leku, która jest eliminowana w jednostce czasu. Na wartość stałej eliminacji i biologicznego okresu półtrwania wpływają: płeć, rasa, wiek, stany chorobowe, równoczesne podanie innych leków. 

   Klirens leku jest to objętość krwi lub osocza oczyszczonego z leku w jednostce czasu. Klirens jest sumą poszczególnych wartości klirensu metabolicznego i nerkowego. Klirens może służyć jako wskaźnik eliminacji leku przez wątrobę lub nerki oraz do określenia schematu dawkowania. W leczeniu dąży się do utrzymania stałego stężenia terapeutycznego leku w osoczu w określonym czasie. Stałe stężenie uzyskuje się, gdy szybkość przedostawania się leku do krążenia równoważy szybkość eliminacji. 

   Dostępność biologiczna określa proporcję między ilością podanego leku, a ilością leku przedostającego się do układu krążenia. Biodostępność wynosząca 100% występuje po podaniu dożylnym.

   Kluczowym czynnikiem wpływającym na biodostępność leku, ze względu na wielkość resorpcji jest droga podania. Najczęściej stosowanym sposobem podania leków jest droga doustna. Jednak jest nie jest ona odpowiednia dla leków, które są rozkładane przez kwas lub enzymy obecne w przewodzie pokarmowym (np. insulina, benzylopenicylina). Błona śluzowa jamy ustnej dzięki dobremu ukrwieniu jest dobrym miejscem resorpcji, jednak ograniczonym ze względu na małą powierzchnię. Drogą tą można podawać substancje czynne w małych dawkach w postaci tabletek dopoliczkowych lub podjęzykowych. W żołądku na czczo występuje środowisko kwasowe o pH 1-3, co sprzyja absorpcji leków o charakterze słabych kwasów, które wówczas występują w formie niezdysocjowanej. Obecność pokarmu zmienia pH treści żołądka do ponad 6, a czas przebywania poszczególnych form leków w żołądku może być bardzo różny. Formy płynne zwykle przebywają w żołądku od 10 do 50 minut, a tabletki niepodlegające rozpadowi od 30 minut do 7 godzin. Jelito cienkie ze względu na dużą powierzchnię zaopatrzoną w kosmki ma bardzo dobre właściwości resorpcyjne, a naczynia krwionośne włosowate i limfatyczne zapewniają szybkie odtransportowanie wchłoniętych substancji do krwi. Wartości pH są różne w zależności od odcinka jelita: w górnym wynosi ono 5,5 i kolejnych segmentach wzrasta do 7,5 co sprzyja absorpcji leków o charakterze słabych zasad. Okrężnica ma mniejszą powierzchnię i zawiera bakterie, których działanie wykorzystuje się do uwolnienia substancji czynnych z powłoczki długo uwalniających się postaci leku. Odbytnica ma niewielką powierzchnię, ale jest bogato unaczyniona i stanowi dobre miejsce resorpcji. Podawanie doodbytnicze stosuje się w celu uniknięcia efektu pierwszego przejścia przez wątrobę. Żyły odbytnicy stanowią odpływ górny prowadzący strumień krwi przez żyłę wrotną do wątroby i odpływ poprzeczny uchodzący z obejściem wątroby do dużego krążenia. Z tego powodu w zależności od umieszczenia czopka w odbytnicy  można uniknąć efektu  pierwszego przejścia. Wchłanianie w odbytnicy zależy od rozpuszczalności substancji leczniczej w wodzie i lipidach oraz od rodzaju podłoża czopkowego. Wchłanianie substancji leczniczych z masła kakaowego zachodzi przez wszystkie żyły odbytnicze, ponieważ masło kakaowe rozprzestrzenia się po całej odbytnicy, w związku z czym efekt pierwszego przejścia częściowo zachodzi. Podłoża triglicerydowe pozostają w dolnej części odbytnicy, więc substancje w nich zawarte wchłaniają się bezpośrednio do krążenia ogólnego, z pominięciem wątroby. Dopochwowo podaje się leki działające miejscowo, ale błona śluzowa pochwy jest mocno ukrwiona, więc może nastąpić niezamierzone wchłanianie. 

    Płuca posiadają dużą powierzchnię charakteryzującą się silnym rozgałęzieniem z wytwarzaniem pęcherzyków płucnych dla wymiany gazów i resorpcji pęcherzykowej. Po podaniu leku tą drogą nie występuje efekt pierwszego przejścia, ale miejscowy metabolizm. Korzystna jest inhalacyjna terapia miejscowa stosowana w chorobach dróg oddechowych przy podaniu 1/10 – 1/50 części dawki doustnej. Substancje lecznicze wykazujące wysokie wiązanie receptorowe lub słabo rozpuszczalne dłużej przebywają w płucu. W terapii inhalacyjnej może wystąpić niekorzystny bodziec kaszlowy, reakcje bronchospastyczne lub trudności z precyzyjnym dawkowaniem. Oprócz leczenia miejscowego coraz większą rolę odgrywa systemowe stosowanie tą drogą substancji czynnych (np. insulina wziewna Exubera stosowana do kontroli  glikemii poposiłkowej). 

   Donosowo są podawane w większości leki działające miejscowo. Błona śluzowa nosa powleczona jest gęstą siecią naczyń krwionośnych, co stwarza korzystne warunki do resorpcji substancji o działaniu ogólnym i niepodlegających efektowi pierwszego przejścia, np. hormony peptydowe. Jednak występujące różnice w farmakokinetyce i farmakodynamice leku podanego donosowo mogą być spowodowane małą powierzchnią resorpcji, krótkim okresem przebywania płynnych form, obecnością śluzu nosowego, stanami zapalnymi błony śluzowej nosa, wywołaniem bodźca kichania, uszkodzeniem funkcji rzęskowej, przejściem preparatów płynnych do przewodu żołądkowo-jelitowego lub do płuc, konsekwencją czego może być nieprecyzyjne dawkowanie.

   Leki do oka stosowane są zwykle do worka spojówkowego, gdzie podaje się krople i maści do oczu zwłaszcza o działaniu miejscowym, w infekcjach spojówki i rogówki bądź stanach zapalnych przedniej części oka. Zdolność przyjęcia przez worek spojówkowy postaci leku jest ograniczona, poza tym oko odczuwa podrażnienie mechaniczne, konsekwencją czego jest zwiększone łzawienie i intensywne mruganie powieki, co powoduje częściowe wypłukanie substancji czynnej. Do ucha podawane są leki o działaniu miejscowym w postaci kropli. W przypadku przedziurawienia błony bębenkowej substancja może przedostać się do ucha środkowego, co jest działaniem niepożądanym. 

   Skóra składająca się  z naskórka, skóry właściwej i tkanki podskórnej jest trudną do pokonania barierą dla większości substancji czynnych, ponieważ muszą przejść przez warstwy hydrofilowe, liofilowe i znów hydrofilowe. Na skórę stosuje się substancje lecznicze najczęściej w postaci maści o działaniu powierzchniowym (maści epidermalne), w głębszych warstwach skóry (maści endodermalne), na tkankę mięśniową (diadermalne) i o działaniu ogólnym (transdermalne).

    Podania dożylne (i.v.), domięśniowe (i.m.) i podskórne (s.c.) należą do pozajelitowych dróg podania. Dożylnie można podawać tylko roztwory wodne oraz emulsje tłuszczowe do żywienia pozajelitowego. Po podaniu lek przedostaje się bezpośrednio do krążenia i omija bariery wchłaniania, dlatego jest stosowane gdy wymagane jest szybkie działanie (np. furosemid w obrzękach płuc), do podawania ciągłego we wlewie, do podawania dużych objętości, do podawania leków powodujących miejscowe uszkodzenie tkanek (np. leki cytotoksyczne).

   Domięśniowo można podawać roztwory wodne, olejowe, zawiesiny lub emulsje. Podskórnie podaje się roztwory wodne lub zawiesiny. Zazwyczaj dla tych dwóch podań planuje się utworzenie formy depot, aby uzyskać przedłużone działanie ze zmniejszoną częstotliwością podawania, co jest bardziej akceptowalne przez pacjenta. W formach depot występują hormony (octan leuprolidu, triptorelina, azotan ekonazolu, walerianian estradiolu), leki stosowane w schizofrenii (flupentiksol, zuklopentiksol, haloperidol, perfenazyna, flufenazyna), leki stosowane do  odczulania (standaryzowany wyciąg różnych alergenów) oraz leki  w leczeniu cukrzycy (insuliny semilente, lente, izofanowa, dwufazowe mieszanki insulin, insulina ultralente, analogi długo działające – detemir i glargine). Opóźnienie działania w formach depot uzyskuje się przez podanie nieaktywnego proleku w formie estru, eteru lub amidu, który w organizmie zmienia się w formę aktywną (np. estry hormonów steroidowych), podanie estrów w zawiesinie olejowej (np. dekanian flufenazyny), adsorpcję na wodorotlenku glinu (np. wyciąg alergenów), natomiast w preparatach insulinowych przez łączenie insuliny z cynkiem lub protaminą lub zwiększenie wymiarów cząsteczek (zmiana formy amorficznej na krystaliczną). Działanie insulin średnio i długo działających utrzymuje się od 16 do 35 h, przy czym insulina semilente jest zawiesiną amorficznej insuliny cynkowej, a insulina lente jest mieszaniną cynkowej mieszaniny amorficznej (30%) i krystalicznej (70%). Insulina izofanowa jest kompleksem insuliny i protaminy o działaniu do 20 h. Mieszanki insulin zawierają różne proporcje od 10/90 do 50/50 insuliny rozpuszczalnej (ludzkiej) i izofanowej, w których komponenta insuliny rozpuszczalnej zapewnia szybkie rozpoczęcie działania (początek po 30 min, szczytowe po 2-4 h, czas działania do 8 h), a izofanowa przedłuża działanie do 24 h. Produkowane są także mieszanki szybko i krótko działających analogów insuliny ludzkiej (lispro lub aspart) z ich formami zaadsorbowanymi na protaminie, które przewyższają skutecznością mieszanki zawierające klasyczne insuliny ludzkie, gdyż ich faza wczesna bardzo dobrze zagospodarowuje glikemię po posiłku, a faza późna w mniejszym stopniu stwarza zagrożenie hipoglikemią, czyli jest bezpieczniejsza. Insulina ultralente jest zawiesiną słabo rozpuszczalnej zawiesiny cynkowej, która działa do 35 h. Analog długo działający detemir  wykazuje początek działania po 2 h, szczyt po 8 h, czas trwania działania to 16-20 h. Analog bezszczytowy glargine ma początek po 1 h, bez szczytu, a czas działania - 24 h. 

   Opóźnienie działania leku można więc uzyskać przez spowolnienie uwalniania, za czym idzie spowolnienie wchłaniania, zahamowanie biotransformacji, ograniczenie eliminacji, podanie inhibitorów enzymów, rozmieszczenie w głębokich kompartmentach, zwiększenie wiązanie białka, podanie związków obkurczających naczynia lub substancji hamujących wydzielanie w nerkach (np. probenecyd), albo zmianę pH moczu, co wzmaga resorpcję zwrotną słabych kwasów i zasad, jeśli będą występować w moczu pierwotnym w stanie niezdysocjowanym.

   Tkanka mięśniowa jest najlepszym miejscem aplikacji dla form typu depot leków pozajelitowych. Po przejściu w roztwór substancja czynna dyfunduje przez tkankę mięśniową do naczyń włosowatych, które mają większą przenikalność niż np. błona śluzowa żołądka, co umożliwia przyjęcie większych rozpuszczalnych w wodzie molekuł, takich jak np. heparyna.

   Wytwarzane są też formy do stosowania doustnego ze zmodyfikowanym uwalnianiem substancji czynnej w celu osiągnięcia zmiany szybkości  lub miejsca uwalniania. Uwalnianie opóźnione zachodzi w preparatach odpornych na działanie soków żołądkowych, uwalnianie stopniowe jest wtedy, gdy określone części substancji są uwalniane w odstępach czasowych, uwalnianie przedłużone następuje stale przez dłuższy okres, przy czym szybkość uwalniania zmniejsza się wraz z upływem czasu, równomiernie przedłużone uwalnianie przebiega w sposób stały i rozciąga się ze stałą szybkością przez odpowiedni okres, czyli kiedy faza eliminacji nakłada się na proces spowolnionego uwalniania i dochodzi do pozornego przedłużenia okresu trwania eliminacji. W takich preparatach część substancji czynnej pełni funkcję dawki inicjującej zapewniającej skuteczne stężenie terapeutyczne, a druga część dawki podtrzymującej utrzymującej działanie przez dłuższy czas.

   W formach leków typu depot może wahać się farmakokinetyka substancji czynnej w związku z niekompletną resorpcją lub uderzeniowym uwolnieniem całej ilości substancji leczniczej np. w wyniku nieprawidłowego obchodzenia się pacjenta z lekiem lub wytworzeniem się tolerancji. Do zalet form depot można zaliczyć zmniejszenie częstości podania i zmniejszenie łącznie podanej dawki przy uzyskaniu porównywalnego skutku. Jednak nie każda substancja czynna jest odpowiednia do przetworzenia w postać leku o opóźnionym działaniu, np. substancje o wąskim zakresie terapeutycznym (glikozydy nasercowe), zbyt krótkim biologicznym okresie półtrwania 1-2 h (antybiotyki z grupy penicylin) nie występują w formach o opóźnionym uwalnianiu. Dobrymi substancjami leczniczymi dla form depot są takie, które mają średni okres półtrwania 2-10 h i powolną eliminację. 

   Znajomość podstawowych parametrów farmakokinetycznych substancji leczniczych pozwala wytworzyć odpowiednią formę leku dostosowaną do drogi podania. Modyfikacja postaci leku powinna zapewniać pożądany efekt farmakologiczny przy jednoczesnym akceptowalnym przez pacjenta zmniejszeniu częstości przyjmowania leku, zwłaszcza drogą pozajelitową.

dr n. farm. Regina Kasperek

Katedra i Zakład Farmacji Stosowanej

Uniwersytet Medyczny w Lublinie

fot. dreamstime.com 

Piśmiennictwo:

1. Brandys J. Zarys biofarmacji. PZWL Warszawa 1984.

2. Danek A. Farmakokinetyczne metody badania leków. Wydawnictwa Akcydensowe Warszawa 1979.

3. Hermann T.W. Farmakokinetyka. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Lekarskie PZWL Warszawa 2002.

4. Janicki S., Fiebig A., Sznitowska M. (red.) Farmacja stosowana. Podręcznik dla studentów farmacji. Wydawnictwo Lekarskie PZWL Warszawa 2003.

5. Janicki S., Sznitowska M., Zieliński W. Dostępność farmaceutyczna i dostępność biologiczna. Ośrodek Informacji Naukowej „Polfa” Sp. z o.o. Warszawa 2001.

6. Krawczyński M. (red.) Farmakoterapia dzieci i młodzieży. Wydawnictwo Lekarskie PZWL Warszawa 2009. 

7. Bauer K.H., Frömming K.H., Führer C. [Pluta J. (red. wyd. polskiego)]. Technologia postaci leku z elementami biofarmacji. MedPharm Polska 2012.

8. Obwieszczenie Prezesa Urzędu Rejestracji produktów leczniczych, wyrobów medycznych i produktów biobójczych z dnia 31 marca 2011 r. 

w sprawie ogłoszenia Urzędowego Wykazu Produktów Leczniczych Dopuszczonych do Obrotu na terytorium Rzeczypospolitej Polskiej.

9. Pharmindex UBM Medica Polska Sp. Z o.o. 2011.

 
« poprzedni artykuł   następny artykuł »
cookies.jpg
DOKUMENTY
strategia.jpg