Всасывание чужеродных соединений

Всякая живая клетка окружена мембраной, которая служит для защиты и регуляции внутренней среды. Транспорт веществ через биологические мембраны осуществляется путем:

• обычной диффузии (пассивный транспорт),

• энергетически активированного переноса (активный транспорт)

• фильтрацией через водные поры в мембране.

Всасывание (абсорбция) чужеродных соединений, а также и их выделение, осуществляется, в основном, посредством простой диффузии в направлении градиента концентрации (пассивный транспорт).

Диффузия– это самопроизвольный процесс выравнивания концентрации вещества путем перемещения из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией.

Через биологические мембраны, представляющие собой липопротеиновый барьер, диффундируют молекулы веществ с высоким коэффициентом распределения масло/вода (Кр = м/в), т.е. обладающих липофильными свойствами. Это относится к большинству лекарственных и наркотических средств.

Скорость диффузии (СД), согласно закону Фика, прямо пропорциональна площади поверхности, через которую переносится вещество, и градиенту концентрации этого вещества:

A(C₁ – C₂)

СД = K

d

К – коэффициент диффузии (зависит от природы вещества: молекулярной массы, пространственной конфигурации, степени ионизации и растворимости в липидах)

А – площадь мембраны

(С₁- С₂) – градиент концентрации по обе стороны мембраны

d – толщина мембраны.

Активный транспорт, т.е. перенос вещества против градиента концентрации (из области с меньшей концентрацией в область с большей концентрацией) не может идти самопроизвольно и характерен, главным образом, для природных соединений (глюкозы, аминокислот и др.) и чужеродных соединений, близких по структуре к природным субстратам.

Фильтрация через водные поры имеет значение для транспорта небольших гидрофильных молекул радиусом менее 4 А⁰, например, воды, мочевины и т.п.

Факторы, влияющие на абсорбцию чужеродных соединений

1. Природа вещества. Все чужеродные вещества целесообразно разделить на две группы: органические и неорганические.

Органические вещества, в свою очередь, для понимания токсикокинетических закономерностей делятся на три группы:

а) Вещества нейтрального характера, не способные к ионизации (хлороформ, четыреххлористый углерод, бензол и др.). Всасывание этих веществ может происходить на всем протяжении желудочно-кишечного тракта, начиная с ротовой полости и заканчивая кишечником. Механизм всасывания – простая диффузия. Полнота и скорость всасывания прямо пропорциональны коэффициенту распределения масло/вода. Чем выше липофильные свойства вещества, тем оно быстрее и полнее всасывается в кровь.

б) Вещества кислотно-основного характера (слабые кислоты и слабые основания, алифатические и ароматические) всасываются из желудочно-кишечного тракта со скоростью, определяемой, главным образом, их константами диссоциации (ионизации) или величиной рКа (показателем ионизации).

Величина рКа равна значению рН, при котором вещество ионизировано на 50%. Коэффициент распределения масло/вода выше у недиссоциированных молекул, т.е. у веществ, находящихся в молекулярной форме, поэтому максимальное всасывание этих веществ будет происходить при соответствующих значениях рН:

-для слабых кислот рН = рКа – 2. К слабым кислотам можно отнести салициловую кислоту (рКа = 3), барбитураты (рКа = 7-8), фенол (рКа = 9,9);

-для слабых оснований рН = рКа + 2 . К слабым основаниям можно отнести большинство алкалоидов и синтетических азотсодержащих веществ, например, атропин (рКа = 9,6), хинин (рКа = 8,4).

Таким образом, кислоты, главным образом, всасываются в желудке,

где среда кислая (рН = 1-3), а основания – в кишечнике в слабощелочной среде (рН~ 8).

в) Ионизированные соединения (четвертичные аммониевые основания, например, прозерин, декаметоний) всасываются плохо, главным образом, в кишечнике. Отсюда, основной путь их введения – внутримышечный или внутривенный.

Всасывание неорганических веществ в желудочно-кишечном тракте возможно только в случае их диссоциации на ионы ( именно поэтому металлическая ртуть не всасывается). Катионы тяжелых металлов всасываются в основном в виде хелатных соединений с аминокислотами. Анионы проникают в кровь через водные поры.

2. Концентрация вещества. С увеличением концентрации увеличивается и скорость всасывания.

3. Состояние желудочно-кишечного тракта: скорость перистальтики, степень наполнения, характер наполнения и др.

Из желудочно-кишечного тракта чужеродные вещества попадают в кровь и разносятся по органам и тканям.