Keserű György Miklós (szerk.)

Gyógyszerkémia


4.8.2.1. Felszívódás

A hatóanyagok eloszlása, amennyiben az adagolásukkal összefüggő fiziológiás közeg(ek)ben oldódnak, a szervezetbe történő beadásuk pillanatában az oldatstabilitásuknak és a permeabilitásuknak megfelelően megkezdődik. A gyógyszereloszlás első szakaszát, a kapilláris erekbe történő bekerülést nevezzük felszívódásnak (abszorpció). A megfelelő ütemű és mértékű felszívódás előfeltétele annak, hogy a hatás helyétől távol beadott gyógyszer eljusson a terápiás célponthoz és kifejtse hatását. Általános az az irányelv, hogy a hatás helyén (topikálisan) alkalmazott gyógyszerek is eloszlanak a szisztémás keringésen keresztül, vagyis részt vesznek a felszívódási folyamatban, melyet farmakokinetikailag az alternatív ADME-folyamataikkal, míg farmakodinámiásan a potenciális mellékhatásuk révén fontos figyelembe venni. A felszívódás mértékét és sebességét a gyógyszermolekulák előzőekben részletesen tárgyalt fizikai kémiai tulajdonságai (pl. móltömeg, protondisszociáció, víz- és lipidoldékonyság) és az adagolási formához kapcsolt befogadó biológiai közeg élettani sajátosságai (pl. a közeg térfogata, felszíne, pH-ja, szövet vagy szerv vérellátottsága) együttesen határozzák meg. A gyógyszert fogadó közeg az adagolási mód függvényében változik. Enterális adagolásnál a hatóanyag a tápcsatornába kerül, esetenként, akár célzottan is csak a szájüregbe (nyelv alatt – szublingvális vagy szájüregi bukkális alkalmazás), legtöbbször a gyomor-bél traktusba (orális vagy per os adagolás), esetenként csak a végbélbe (rektális készítmények). Az ettől eltérő adagolási formákat együttesen a parenterális adagolási módok közé soroljuk, ideértve az injekciós – pl. intravénás (bólus – egy adagban azonnal beadott, infúziós – a dózis időben elnyújtottan bejuttatott), az izomba adott intramuszkuláris, a bőr alá fecskendezett szubkután, ritkábban a gerincvelői folyadékba adott epidurális, intraartériás (főként diagnosztikumok és rákterápiás szerek esetén alkalmazott) – adagolást, illetve az ízületekbe történő adagolást (intraartikuláris injekció), továbbá a helyileg alkalmazott szemészeti készítmények adagolását, a bőrfelszínen alkalmazott krémek és tapaszok transzdermális adagolását és a belégzéssel a tüdőbe juttatott aeroszolok inhalációs adagolását. Farmakokinetikai leírás szempontjából a felszívódás az intravénás adagolást kivéve minden alkalmazási módnál szerepet játszik.
 
Az enterálisan adagolt gyógyszerek felszívódása
A gyógyszerkincs nagyobb hányadában az adagolás a szájon át vagy orálisan történik, mivel a per os adagolási forma a beteg számára is előnyösen egyszerűen használható, nagy tömegben, gazdaságosan gyártható, és rendszerint hosszan eltartható. Az orálisan adagolt gyógyszer (továbbiakban értve ez alatt egy egyszerű tabletta formát) általában a szájban rövid ideig van jelen, és a nyelőcsövön keresztül egyenesen a gyomorba kerül. A gyomorban viszonylag nagy térfogatú, savas folyadék (emberben, éhomi állapotban kb. 0,5 liter, pH 1,2–2,1, étkezés után 1–3 l, pH 3–6) fogadja, ahol a jellemző tartózkodási ideje 1–2,5 óra. A gyomortartalom minimálisan sósavat és enzimeket (fehérjebontó pepszint, illetve a nyállal lenyelt szénhidrátbontó amilázt) tartalmaz, ami az étkezéssel összefüggően szervetlen sók, szénhidrátok, fehérjék és zsírok változatos elegyével egészülhet ki. A gyomor belső felszíne viszonylag kicsi (kb. 1 m2), vérellátása szerényebb, mint a vékonybélé és gyorsan ürül (lásd alább), így rendszerint csekély mértékben járul hozzá a felszívódáshoz. A vékonybél, ami egyúttal a felszívódás fő helye, három szakaszból áll: patkó- vagy nyombél, éhbél és csípőbél. A vékonybélben a pH folyamatosan változik, emberben a gyomorból a patkóbélbe jutva a pH = 4,5-től a csípőbél végéig elérheti akár a pH = 8,0-as értéket is. Ugyanakkor a felszívódás szempontjából fontosabb, a teljes felszívódási felszín és tartózkodási idő (3–8 óra) szempontjából jelentősebb közeg pH-értékeként az átlagos a pH = 5,5–6,5 közötti tartományt tekintjük. A nyombélbe szájadzik az epevezeték (ami a későbbiekben tárgyalt májfüggő effluxtranszportnak köszönhetően ún. enterohepatikus recirkulációs mechanizmussal befolyásolja egyes gyógyszerek felszívódását) és a hasnyálmirigy vezetéke. Előbbin felületaktív epesavakat is tartalmazó epe, utóbbin emésztőenzimek kerülnek a bélbe. A vékonybél utáni szakasz a vastagbél, mely a vakbélből, a felszálló, a keresztben futó és a leszálló vastagbélszakaszokból, valamint a végbélből áll (4.8.22. ábra). Annak ellenére, hogy a tápanyag tartózkodási ideje 24–40 óra az egészséges vastagbélben, a víz és a sók felszívódásán túl itt már érdemi gyógyszerfelszívódás rendszerint nem történik, gyulladás esetén azonban toxikus fehérjék (pl. bakteriális endotoxinok), sőt egész baktériumok is áthatolhatnak a vastagbélen.
 
4.8.22. ábra. Az emberi tápcsatorna részei, jellemző pH-értékük és átlagos tranzitidejük
Forrás: saját szerkesztés
 
A béltraktus belső felét a felszívóhám (intesztinális epitélium) borítja, mely alatt a felszívódás belépési kapuját jelentő epitélium található, amit a bélhámsejtek (enterociták) és a nyáktermelő kehelysejtek alkotnak. Az epitélium erősen fodrozódó képletét bélbolyhoknak ((makro)villus) nevezzük, ezek a bél belső felszínét a hengernek tekintett bél felszínének hatszázszorosára növelik. A villusoknak a bél öble felé néző (luminális) kontúrján sorakoznak az enterociták, melyeket újabb mikrobolyhok (mikrovillus) borítanak, ezek alkotják az ún. kefeszegélyt (brush border). A villusok és a mikrovillusok összességében mintegy teniszpálya-méretű (kb. 400 m2) felszívó felületet hoznak létre az ember tápcsatornájában (4.8.23. ábra).
 
4.8.23. ábra. A bélhám és a bélbolyhok finomszerkezete
Forrás: saját szerkesztés
 
A felszívódó gyógyszermolekulák az enterocitákon keresztül a vérkapillárisokba kerülnek. A kapillárisok a kapuvénába (vena portae) gyűlnek össze, ami a májba vezet. A gyógyszer a máj vénás vérével jut a szisztémás keringésbe. A zsírcseppek és a bennük oldott anyagok (pl. kilomikronok a táplálékból, illetve a liposzómába csomagolt gyógyszerek), valamint a nagyméretű (> 2000 Da) molekulák a vérkapillárisok helyett a nyirokvezetékekbe kerülhetnek. Az ilyen anyagokat a májat megkerülő nyirokáramlás viszi a szisztémás keringésbe. A felszívódás során a vérkapillárisba jutott molekula fehérjekötődése segít fenntartani a passzív diffúziót mozgató koncentrációgradienst, miáltal javítja a felszívódást.
A szélsőségesnek tekinthető pH-viszonyok (lásd hatóanyagok pKa értéke és logD–pH függvénye) a nagy felszívó felület és a gazdag vérellátás mellett még egy élettani tényező befolyásolja a felszívódást: a gyomor-bél traktus mozgása és az egyes szakaszokon való áthaladás időtartama, a tranzitidő. Az áthaladás sebessége eltérő a szilárd és folyékony halmazállapotú gyógyszerformákra. A tranzitidő igen változékony, ami önmagában változékonnyá teheti a felszívódást. Az ürítés gyakoribb üres, mint telt gyomor esetén. Embernél a szilárd vagy tabletta formában lenyelt gyógyszerforma átlagos tartózkodási idejét az egyes tápcsatornai szakaszban a 4.8.22. ábra már ismertette. Ugyanakkor az étkezés épp a tranzitidő változtatása révén képes befolyásolni a felszívódást. Ehhez adódik az élelmiszerek egyes komponenseivel lehetséges kölcsönhatás, amit ételinterakciónak nevezünk. Az ételinterakcióban a táplálékkal felvett lipidek a legfontosabb komponensek, ezek csökkenthetik a felszívódást egyes gyógyszereknél (pl. furoszemid, atenolol, takrin), és növelhetik másoknál (pl. fenofibrát). Szerepet játszhat a táplálkozás hatására reflektorikusan beinduló epetermelés, ami növelheti egyes zsíroldékony vegyületek felszívódását, és ismert a táplálékeredetű komplexáló fémionok felszívódáscsökkentő hatása is (pl. kalcium és tetraciklinek). Az emberben is igen változékony tranzitidő jelentős fajok közötti különbséget is mutat. A laboratóriumi állatok körében a folyadék gyomorból való ürülése gyorsabb patkányban és nyúlban (kb. 10–30 perc), mint kutyában és emberben (kb. 30–60 perc), míg a gyomor-bél rendszerre vonatkozó teljes tranzitidő kutyában a legrövidebb (6–8 óra).
A fentiek szerint a tápcsatornán keresztül a gyógyszerek elsődleges belépési kapuja a bélhámot felépítő enterocitaréteg, melyen keresztül a hatóanyagtranszport többféle mechanizmussal is megvalósulhat (4.8.24. ábra). Az egyes belépési kapuk transzportirányát az azokat felépítő sejtréteg két oldalának elnevezésével jelöljük. Így a bélhámsejtek lumináris oldala az apikális, míg a felszívódott hatóanyaghányadot a máj felé szállító mezenteriális kapilláris erek a bazolaterális oldalát jelentik. Ezek figyelembevételével a lehetséges transzportfolyamatok az enterocitákon keresztül (transzcelluláris úton) vagy a bélhámsejtek közötti pórusokon át (paracelluláris úton) a koncentrációgradiens irányában hajtott passzív diffúzióval, vagy a transzportermolekulák közreműködésével a gradiens ellenében is megvalósuló, segített diffúzióval, illetve aktív transzporttal történnek. Amennyiben az aktív transzporter a koncentrációgradienssel szemben az apikálisból a bazolaterális oldal felé hajtja a gyógyszermolekulát, influx-folyamatról beszélünk, míg az ellentétes, kiválasztási irányba hajtott folyamatot efflux-transzportnak nevezzük. Az enterociták jelentősebb felszívódást segítő transzporterei az oldott molekulát hordozó (SLC) transzporterek családjába tartozó OATP, PEPT és MCT1 transzporterek. Az OATP (Organic Anion Transzporter Proteins) szerves anionok (pl. sztatinok, zartánok, pravasztatin, gliburid, fexofenadin, digoxin, kortizol, metotrexát és enalapril), a PEPT (Peptide Transzporters) β-laktám antibiotikumok és aminosav szerkezeti elemmel rendelkező molekulák (pl. valaciklovir), az MCT1 monokarbonsavak (pl. szalicilsav, sztatinok, probenecid) felszívódását segítő influx-transzporterek. Az enterociták efflux-transzporterei közül a BCRP és a P-gp a legfontosabbak. Az enterociták transzportereit a magas lokális gyógyszerkoncentráció rendszerint könnyen telíti, az efflux-fehérjékkel való kölcsönhatás csökkentését célzó optimalizálás nem elsősorban a felszívódás növelésével, hanem az elimináció csökkentésével növeli az expozíciót. Alternatív felszívódási mechnizmust jelent az endocitózis, mellyel általában a nagyobb méretű lipofil molekulák membrántranszportja valósul meg. Ebben az esetben a vegyület a membránlipid kettős rétegéből leváló vezikulában szállítódik át az epitél membránon. A felszívódást befolyásolhatja továbbá, hogy az enterociták, nagyobb mennyiségben a patkóbél szakaszában, fázis I és fázis II gyógyszer-metabolizáló enzimekkel egyaránt rendelkeznek (a citokróm P450- (CyP450) tartalom 80%-a CYP3A4 izoenzim). Bár az enterociták CyP450-tartalma csak körülbelül tizede a májsejtekének, némely gyógyszer (pl. ciklosporin, nifedipin, midazolám, szakvinavir és verapamil) jelentős bélmetabolizmust mutat; a midazolam esetében ez összevethető a májmetabolizmussal. Az enterocitákban zajló metabolizmus a first-pass metabolizmus részének tekinthető. Az esetenként alacsony enzimtartalom ellenére is jelentős bél first-pass metabolizmusban szerepet játszat az efflux-transzporterek és a metabolizáló enzimek összehangolt működése, melynek során a transzporter csökkentheti az enzim telítettségét és növelheti annak hatékonyságát.
 
4.8.24. ábra. A bélhámsejtrétegen keresztüli gyógyszerfelszívódás mechanizmusai: a passzív diffúzió: transzcelluláris és paracelluláris transzportmechanizmusa; endocitózis; aktív transzport: influx- és efflux-irányban; enterociták metabolikus folyamatai (F)
Forrás: saját szerkesztés
 
Az orálisan adagolt gyógyszerek jó felszívódásához a 4.8.1. fejezetben tárgyaltak szerint a vegyületeknek ideálisan amfifil sajátsággal kell rendelkezniük. Így a tápcsatorna (elsősorban a vékonybél) közegében a gyógyszereknek megfelelő vízoldékonysággal kell rendelkezniük a kioldódáshoz és zsíroldékonynak az enterociták lipidmembránján való passzív transzporthoz (ideálisan logP1–3), ellen kell állniuk az erősen savas közegnek és a bőségben jelen lévő hidrolitikus enzimeknek. Emellett a P-gp kölcsönhatás elkerülése érdekében kedvező, ha a molekula nem túl nagy. A fenti alapkövetelményeket a Lipinski-szabály (logP < 5, MW < 500), illetve Veber poláris felszínterületre vonatkozó szabálya (PSA < 140 2) számszerűsítik. További előnyt jelent, ha a hatóanyag metabolikusan stabil, ami az enterális felszívódásra vonatkozóan az intesztinális first-pass folyamat elkerülését segíti. Sajnos az elsődleges felszívódási utat jelentő transzcelluláris passzív transzport javítása, mely a lipofilitás növelését, illetve a semleges vagy bázikus karakter kialakítását jelenti, rendszerint rontja a metabolikus stabilitást és az oldhatóságot. Ugyanakkor a metabolikus stabilitás és a P-gp kölcsönhatás javítása esetenként ugyanazzal a változtatással (pl. polaritásnöveléssel) érhető el, ami általában javítja az oldhatóságot, de csökkenti a permeabilitást.
Az optimalizálandó tulajdonságok különféle in vitro, ex vivo és in vivo módszerekkel vizsgálhatók. Az oldékonyság és a stabilitás mesterséges intesztinális közegeket modellező oldatokban (SGF, SIF, illetve éhomi és étkezést modellező rendszerek: FaSSIF, FeSSIF) (4.8.1. fejezet), míg a mesterséges lipidmembránt felhasználó (PAMPA) permeabilitási modell a transzportereket nem tartalmazó sejtvonal (pl. MDCK) alkalmazásával vizsgálható (4.8.3.1. fejezet). A felszívódás egészét a humán vastagbél-karcinóma-eredetű sejtvonalak (HT-29, CaCo-2, CaCo-2/TC7) egyszeres sejtrétegein mutatott permeabilitás mérésével lehet modellezni. Utóbbiakon, csakúgy, mint a kimetszett bélszövetet alkalmazó mérésben (Ussing- vagy Franz-kamra), a kísérleti elrendezéstől függően, a felszívódás egyes elemei (pl. paracelluláris diffúzió, transzporterhatás) külön is vizsgálhatók. A preklinikai szakaszban a felszívódás hierarchikus végpontját az in vivo farmakokinetikai vizsgálat jelenti.
Az enterális gyógyszerek másik két csoportját a szublingvális/bukkális, illetve rektális készítmények alkotják. A száj gazdag vérellátása jó felszívódást és gyorsan kialakuló hatást biztosít mind a helyi, mind a szisztémás hatás eléréséhez, és lehetővé teszi a savérzékeny molekulák alkalmazását. Figyelembe véve, hogy a szájüregből felszívódó hatóanyaghányad közvetlenül a vena cava superiorba jut, ez az adagolási forma elkerüli a májat és így a first-pass hatást. A szublingvális adagolás főleg kis dózisú, gyorsan metabolizáló hatóanyagok (pl. nitroglicerin, tesztoszteron), a bukkális főleg helyi hatású gyógyszerek (pl. mebukain) alkalmazása esetén előnyös. A rektális adagolás is lehetővé teszi a máj megkerülését, ekkor a felszívódó hatóanyag közvetlenül a vena cava inferiorba kerül, de csak abban az esetben, ha a készítmény nem jut magasra. További előnye, hogy kisgyermekeknél és eszméletlen betegeknél is alkalmazható.
 
A parenterálisan adagolt gyógyszerek felszívódása
A nem orálisan adagolt gyógyszerek közös előnye, hogy a májat megkerülő felszívódás csökkenti a hatóanyag first-pass metabolizmusát, ami javítja a felszívódás mértékét. A transzdermális készítményeknél (tapaszok) a hatóanyag viszonylag kis dózisa is egyenletes felszívódást és tartós hatást biztosít (pl. nitroglicerin, nikotin), illetve lehetővé teszi a gyomorirritáció elkerülését (diklofenák). Az inhalációs készítmények főleg légzőszervi megbetegedésben a légutak és a tüdő célzott kezelésére alkalmasak, de ismert fehérjét (inzulint) tartalmazó aeroszolos készítmény is. Az orrcsepp, a lokális kezelésen túl, fehérjék és peptidhormonok (pl. antidiuretikus hormon) felszívódását is biztosíthatja.
Az injekcióban alkalmazott gyógyszerek felszívódása a beadás helyétől függ. Az izomba (im – intramuszkuláris) és a hashártyába (ip – intraperitoneális) adott oldatokból a felszívódás gyors és teljes, illetve ezen adagolási formák plazmakoncentráció–idő görbéje csaknem azonos lefutású az intravénás (iv) adagolás mellett kapott görbével. A szuszpenziós, olajos gyógyszerformák természetesen lassítják az injektált hatóanyag felszívódását. A bőr szerényebb vérellátottsága miatt a bőr alá adott (sc – szubkután) injekció oldatos formuláció esetén is elnyújtottabb felszívódást eredményez (4.8.25. ábra).
 
4.8.25. ábra. A plazmakoncentráció–idő görbe jellegzetes eltérései a különböző adagolási utak esetében
Forrás: saját szerkesztés
 
A gyógyszermolekulák felszívódása szükséges, de nem elégséges feltétele, hogy a hatóanyag elérje a terápiás célpontot tartalmazó szervet, szövetet. A felszívódás során ismertetett, alapvetően egyirányú, többségében magas gyógyszer-koncentrációkkal jellemezhető folyamatokat a megoszlás reverzibilis, eltérő koncentrációviszonyok között működő, jellegükben összetettebb és hatásukban is komplexebb folyamatai követik. A felszívódás vizsgálati és gyógyszerkémiai vonatkozásainak további részleteit a 4.8.3.1. fejezet tárgyalja.

Gyógyszerkémia

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 664 145 0

A kötet az Akadémiai Kiadónál 2011-ben Gyógyszerkutatás kémiája címen megjelent kézikönyv hagyományaira alapozva a kismolekulás gyógyszerkutatás eszköztárára és módszertanára fókuszál. Újdonságot jelent a magyar nyelvű szakirodalomban, hogy a modern gyógyszerkémiai felfogásnak megfelelően nem pusztán a meglévő gyógyszerkincs kémiáját mutatja be, hanem betekintést enged a kismolekulás gyógyszerek felfedezésének stratégiájába is.

Hivatkozás: https://mersz.hu/keseru-gyogyszerkemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave