0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Состав и механизм действия

Механизмы действия ЛС

Экскреция (выведение) лекарственных средств

Конечным этапом фармакокинетических процессов является экскреция ЛС и/или их метаболитов через различные выделительные органы (почки, печень, кишечник, лёгкие, кожу, слюнные, сальные, потовые, слёзные, молочные железы). Основным органом экскреции являются почки.

Механизмы экскреции ЛС в почках:

1. клубочковая фильтрация – выделение воды и низкомолекулярных ЛС (молекулярная масса ниже 50000) путём пассивной диффузии; процесс зависит от состояния микроциркуляции в почках;

2. канальцевая экскреция – выделение ЛС в проксимальных канальцах путём активного транспорта;

3. канальцевая реабсорбция – обратное всасывание ЛС в дистальных канальцах путём пассивной диффузии.

Экскреция ЛС печенью – выделение ЛС с желчью в кишечник, при этом часть ЛС выводится с калом, а часть ЛС после воздействия ферментов кишечника обратно всасывается в кровь (печёночно-кишечная циркуляция).

Экскреция ЛС лёгкими — выведение в основном газообразных ЛС и этилового спирта.

Факторы, изменяющие эффект лекарственных средств:

1. Физиологические факторы:

— возраст (дети и пожилые больные);

— пол (женщины, особенно во время беременности, могут быть более чувствительны к ЛС);

— хронестезия — циклические изменения чувствительности биологических систем организма к ЛС (циркадианные изменения — в течение суток; циркатригентантные — в течение месяца; цирканнуальные — в течение года);

— хронергия — изменения биологических системных эффектов (например, эффективности препаратов), подчиняющиеся определённому ритму; учёт хронергии позволяет определить время достижения оптимального эффекта (например, гормональных препаратов) при минимальном риске возникновения побочных явлений.

2. Особенности индивидуальной фармакокинетики ЛС.

3. Время введения ЛС в зависимости от приёма и характера пищи, влияния факторов внешней среды.

4. Генетические факторы, влияющие на биологическую усвояемость и эффективность ЛС.

5. Лекарственное взаимодействие при приёме нескольких препаратов.

6. Сопутствующие патологические изменения в органах (печень, почки, ЖКТ).

7. Чувствительность больного к ЛС.

8. Приверженность больного лечению.

Фармакодинамика– основной раздел фармакологии, изучающий особенности действия ЛС на организм человека.В рамкахклинической фармакодинамики изучаются механизмы действия ЛС, принципы их дозирования, избирательность действия ЛС и т.д.

Виды действия ЛС на организм:

1. В зависимости от места приложения ЛС:

1. системное (генерализованное) действие – адреналин, атропин и др.;

2. органоспецифическое действие – слабительные, мочегонные и др.

2. В зависимости от способа применения и особенностей всасывания в кровь:

1. местное действие (лидокаин аэрозоль);

2. резорбтивное действие (лидокаин в/м):

— прямое действие (теофиллин);

— опосредованное, непрямое (сальбутамол); как вариант – рефлекторное действие (горчичники).

3. В зависимости от характера изменений в органах и тканях:

1. обратимое действие (большинство лекарств);

2. необратимое действие (цитостатики).

4. В зависимости от оказываемого эффекта:

1. главное действие (терапевтический эффект);

2. побочное действие.

Эти действия в зависимости от цели терапии могут меняться местами.

5. В зависимости от широты спектра фармакологического эффекта:

1. неспецифическое действие (витамины, глюкоза, адаптогены);

2. специфическое действие:

Действие лекарственных веществ на организм:

Основные характеристики действия ЛС:

3. время действия препарата:

латентный период действия – это время с момента приёма ЛС до начала его терапевтического действия (короткий период – допамин, лидокаин, нитроглицерин; длительный период – спиронолактон, кризанол и др.);

период максимального действия – время, в течение которого в максимальной мере проявляется терапевтический эффект;

время удержания эффекта – показатель, определяющий частоту и длительность приёма препарата;

время последействия ЛС – это время после прекращения приёма ЛС, в течение которого в организме сохраняются функциональные изменения, вызванные действием препарата;

4. быстрота наступления эффекта, его сила и продолжительность (зависит от скорости введения, количества ЛС и функционального состояния организма или органов).

Основные механизмы действия ЛС:

1. прямое химическое (цитотоксическое) воздействие – непосредственное взаимодействие ЛС с внутриклеточными молекулами или ионами, приводящее чаще к нарушению функции клеток (антибиотики, противовирусные препараты, цитостатики, антациды);

2. физико-химическое действие на мембраны клеток – изменение или блокирование электрофизиологической активности мембран нервных и мышечных клеток (антиаритмические и противосудорожные препараты, местные анестетики, средства для наркоза);

3. действие на специфические ферменты – влияние ЛС на активность различных ферментов (индукторы ферментов – фенобарбитал; ингибиторы ферментов — антихолинэстеразные препараты: прозерин, физостигмин, галантамин);

4. действие через специфические рецепторы – взаимодействие ЛС с рецепторами (мембранными, цитозольными, ядерными):

— агонисты – действуют подобно медиаторам организма, т.е. стимулирующие активность рецепторов;

— антагонисты – препятствуют взаимодействию с рецептором эндогенных и экзогенных агонистов или блокирующие рецепторы;

— вещества, обладающие одновременно свойствами агониста и антагониста.

Факторы, влияющие на действие лекарств:

1. пол (женщины более чувствительны к ЛС во время беременности);

2. возраст (наиболее чувствительны к ЛС новорождённые, дети младшего возраста, пожилые люди);

3. генетические факторы (исследование влияния генетических факторов на чувствительность организма к лекарственным веществам — основная задача специальной области фармакологии – фармакогенетики);

4. функциональное состояние организма (наличие сопутствующих заболеваний изменяет действие ЛС);

5. суточные ритмы (зависимость фармакологического эффекта от суточного ритма изучает хронофармакология; действие ЛС и их токсичность зависят от суточного и сезонного ритмов);

6. алкоголь и табакокурение (влияют на биотрансформацию ЛС).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: «Что-то тут концом пахнет». 8546 — | 8129 — или читать все.

188.64.174.65 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Механизмы действия лекарственных средств

Фармакодинамика

Фармакодинамика — это раздел общей фармакологии, изучающий особенности действия ЛС на организм. А именно фармакодинамика изучает :

· механизмы действия лекарственных веществ;

· конечные фармакологические эффекты;

· зависимость действия ЛС от различных условий;

· эффекты ЛС при повторном введении;

· комбинированное действие ЛС;

· побочные эффекты лекарственных веществ.

Механизмы действия лекарственных веществ — это способы, которыми вещества вызывают фармакологические эффекты. К основным механизмам действия лекарственных веществ относят :

2. Механизм прямого химического взаимодействия.

3. Мембранный (физико-химический).

4. Ферментативный (биохимический).

Физический механизм действия. Действие лекарственного вещества связано с его физическими свойствами. Например, уголь активированный специально обработан, в связи с чем обладает большой поверхностной активностью. Это позволяет ему абсорбировать газы, алкалоиды, токсины и др.

Прямое химическое взаимодействие. Это достаточно редкий механизм действия ЛС, суть которого заключается в том, что ЛС непосредственно взаимодействует с молекулами или ионами в организме. Таким механизмом действия обладает, например, препарат унитиол, относящийся к группе антидотов. В случае отравления тиоловыми ядами, в том числе солями тяжелых металлов, унитиол вступает с ними в прямую химическую реакцию, в результате чего образуются нетоксичные комплексы, которые выводятся из организма с мочой. Таким образом действуют и антациды, вступающие в прямое химическое взаимодействие с соляной кислотой, понижая кислотность желудочного сока.

Мембранный (физико-химический)механизм. Связан с влиянием ЛС на токи ионов (Na + , K + , Cl ־ и др.), определяющих трансмембранный электрический потенциал. По такому механизму действуют средства для наркоза, антиаритмические препараты, местные анестетики и др.

Ферментативный(биохимический)механизм. Этот механизм определяется способностью некоторых ЛС оказывать активирующее или угнетающее влияние на ферменты. Арсенал ЛС с таким механизмом действия весьма широк. Например, антихолинэстеразные препараты, ингибиторы моноаминооксидазы, блокаторы протонной помпы и др.

Рецепторный механизм. В организме человека существуют высокоспецифичные биологически активные вещества (медиаторы), которые взаимодействуют с рецепторами и изменяют функции тех или иных органов или тканей организма.

Рецепторы — это макромолекулярные структуры, обладающие избирательной чувствительностью к определенным химическим соединениям. При взаимодействии ЛС с рецепторами происходят биохимические и физиологические изменения в организме, сопровождающиеся тем или иным клиническим эффектом.

Медиаторы и лекарственные вещества, активирующие рецепторы и вызывающие биологический эффект, называются агонистами. Лекарственные вещества, связывающиеся с рецепторами, но не вызывающие их активации и биологического эффекта, уменьшающие или устраняющие эффекты агонистов, называются антагонистами. Выделяют также агонисты-антагонисты — вещества, которые по-разному действуют на подтипы одних и тех же рецепторов: одни подтипы рецепторов они стимулируют, а другие — блокируют. Например, наркотический анальгетик налбуфин стимулирует опиоидные каппа-рецепторы (поэтому снижает болевую чувствительность) и блокирует опиоидные мю-рецепторы (поэтому менее опасен в плане лекарственной зависимости).

Способность веществ связываться с рецепторами обозначают термином «аффинитет». По отношению к одним и тем же рецепторам аффинитет разных веществ может быть различным.

Выделяют следующие виды рецепторов :

1. Рецепторы плазматических мембран :

· канального типа: Н-холинорецепторы нервного типа, Н-холиноре-цепторы мышечного типа, ГАМК-рецепторы;

· рецепторы, связанные с G-белком: α- и β-адренорецепторы, М3-хо-линорецепторы;

· рецепторы интегративного типа: NO-рецептор.

|следующая лекция ==>
Выведение (экскреция) лекарственных веществ из организма|Рецепторы канального типа

Дата добавления: 2014-01-04 ; Просмотров: 772 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

2.5.3. Основные механизмы действия лекарств

Многие лекарства имеют одинаковый механизм действия и, следовательно, могут быть объединены в группы и подгруппы. Количество различных фармакологических групп (подгрупп) ограничивается десятками. Лекарственные препараты и фармгруппы изучаются будущим врачом в институте, но для глубокого понимания фармакологии требуется немало специальных знаний и опыт работы в клинике. Однако и неспециалисту полезно попытаться понять хотя бы общие принципы действия лекарств. Тогда пациент сможет вести более аргументированный диалог с врачом, что повысит эффективность их общения. Давайте попробуем разобраться, что же происходит внутри нас, когда мы принимаем лекарство?

Под действием лекарств в организме не происходит новых биохимических реакций или физиологических процессов. Большинство лекарств только стимулируют, имитируют, угнетают или полностью блокируют действие внутренних посредников, передающих сигналы между различными органами и системами через биологические субстраты.

Каждое звено механизма обратной связи участвует в регулировании функций клетки и целого организма, а, следовательно, может служить “мишенью” – биологическим субстратом – для лекарственных средств. Из двух участников реакции “лекарство + биологический субстрат” первый обычно хорошо известен, специалисты знают его структуру и свойства. О втором зачастую информация более скудная: хотя последние 10-20 лет интенсивно изучается структура и функции различных биологических субстратов, однако до полной ясности пока еще далеко.

Читать еще:  Урсофальк инструкция по применению состав показания аналоги

Многие ферменты являются “мишенями” для лекарств. Лекарства могут угнетать или – реже – повышать активность этих ферментов, а также являться для них “ложными” субстратами. Например, угнетающими активность (ингибирующими) ферментов средствами являются ненаркотические анальгетики и нестероидные противовоспалительные средства (глава 3.9), некоторые противоопухолевые препараты (метотрексат), а ложным субстратом – метилдофа. Ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) (каптоприл и эналаприл) широко применяются в качестве понижающих артериальное давление (гипотензивных) средств (глава 3.5). Изменяя активность ферментов, лекарства изменяют внутриклеточные процессы и тем самым обеспечивают лечебный эффект.

В основе фармакологического действия лекарств лежит их физико-химическое или химическое взаимодействие с такими “мишенями”. Возможность взаимодействия лекарства с биологическим субстратом зависит в первую очередь от химического строения каждого из них. Последовательность расположения атомов, пространственная конфигурация молекулы, величина и расположение зарядов, подвижность фрагментов молекулы относительно друг друга влияют на прочность связи и, тем самым, на силу и продолжительность фармакологического действия. Молекула лекарственного вещества в большинстве случаев имеет очень маленький размер по сравнению с биологическими субстратами, поэтому она может соединяться только с небольшим фрагментом макромолекулы рецептора. При любой реакции между лекарством и биологическим субстратом образуется химическая связь (смотри главу 1.4).

Из школьного курса химии известно, что связь между двумя различными веществами может быть обратимой или необратимой, временной или прочной. Она образуется благодаря электростатическим и ван-дер-ваальсовым силам, водородным и гидрофобным взаимодействиям. Прочные ковалентные связи между лекарством и биологическим субстратом встречаются редко. Например, некоторые противоопухолевые средства за счет ковалентного взаимодействия “сшивают” соседние спирали ДНК, являющейся в данном случае субстратом, и необратимо повреждают ее, вызывая гибель опухолевой клетки.

Итак, есть сигнальные молекулы (медиаторы, гормоны, эндогенные биологически активные вещества), и есть биологические субстраты, с которыми эти молекулы взаимодействуют. Лекарства, введенные в организм, могут воспроизводить или блокировать эффекты естественных сигнальных молекул, изменяя тем самым функции клеток, тканей, органов и систем органов. Этим определяется фармакологическое действие лекарств (таблица 2.5.1).

Таблица 2.5.1. Основные принципы действия лекарственных средств (ЛС)
Вид взаимодействияМеханизм взаимодействия ЛС и рецептораЦель создания и примеры таких препаратов
Воспроизведение действия (миметический эффект, агонизм)ЛС по физико-химической структуре очень похоже на сигнальную молекулу (гормон, медиатор). Рецептор, взаимодействуя с ЛС, активирует или тормозит соответствующую функцию клетки. Таким образом, ЛС имитирует действие естественного гормона или медиатораПрепараты оказывают более выраженное, стабильное и длительное по сравнению с медиатором действие. Так действуют адрено- и холиномиметики (смотри адренергические и холинергические средства) и некоторые другие препараты
Конкурентное действие (блокирующий, литический эффект, антагонизм)ЛС по структуре частично похоже на сигнальную молекулу, что позволяет взаимодействовать с рецептором, образуя над ним экран. Возникает конкурентная борьба за рецептор, в которой ЛС имеет “численное преимущество”! Поэтому естественный медиатор или гормон остается “не у дел”, и реакция не “запускается”Препараты позволяют корректировать (блокировать) физиологические реакции клетки. Примером таких препаратов являются адрено-, холино- и гистаминоблокаторы (смотри соответствующие главы)
Неконкурентное взаимодействиеМолекула ЛС связывается с рецепторной макромолекулой не в месте ее взаимодействия с медиатором, а на другом участке. При этом изменяется пространственная структура рецептора, что облегчает или затрудняет его контакт с естественным медиаторомБензодиазепины (оказывают анксиолитическое, седативное и противосудорожное действие), взаимодействуя с бензодиазепиновыми рецепторами, увеличивают прочность связи ГАМК (нейромедиатор с тормозящим действием на центральную нервную систему) с ГАМК-рецепторами

Воспроизведение действия (миметический эффект) наблюдается в тех случаях, когда молекула лекарственного вещества и естественная сигнальная молекула очень похожи: имеют высокое соответствие физико-химических свойств и структуры, обеспечивающих одинаковые внутриклеточные изменения. Результатом взаимодействия лекарства с рецептором в этом случае является активация или торможение определенной функции клеток в полном соответствии с действием эндогенной (внутренней) сигнальной молекулы. Подобным образом действуют очень многие аналоги гормонов и медиаторов (глава 3.1, глава 3.2, глава 3.3). Цель создания подобных лекарств – получение препаратов с более выраженным, стабильным и длительным по сравнению с медиатором (адреналин, ацетилхолин, серотонин и другие) действием, а также восполнение дефицита медиатора или гормона и, соответственно, их функций.

Конкурентное действие (блокирующий, литический эффект) встречается часто и присуще лекарствам, которые лишь частично похожи на сигнальную молекулу (например, медиатор). В этом случае лекарство способно связываться с одним из участков рецептора, но оно не вызывает комплекса реакций, сопутствующих действию естественного медиатора. Такое лекарство как бы создает над рецептором защитный экран, препятствуя его взаимодействию с естественным медиатором, гормоном и так далее. Конкурентная борьба за рецептор, называемая антагонизмом (отсюда и название лекарств – антагонисты), позволяет корректировать физиологические и патологические реакции. Подобным образом действуют адрено-, холино- и гистаминолитики (глава 3.2, глава 3.7, глава 3.10).

Следующий тип взаимодействия лекарства с рецептором называют неконкурентным, и в этом случае молекула лекарства связывается с рецепторной макромолекулой не в месте ее взаимодействия с медиатором, а на рядом расположенном участке, то есть действует опосредованно. При этом происходит изменение пространственной структуры рецептора, вызывающее раскрытие или закрытие его для естественного медиатора. В этих случаях рецептор для лекарства и рецептор для медиатора не совпадают, но находятся в одном рецепторном комплексе, и лекарство не вступает в прямое взаимодействие с рецептором. Ярким примером лекарств, действующих по этому типу, являются бензодиазепины – большая группа структурно родственных соединений, обладающих анксиолитическими, снотворными и противосудорожными свойствами (глава 3.1). Соединяясь со специфическими бензодиазепиновыми рецепторами, которые взаимосвязаны с рецепторами гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), лекарственное средство изменяет пространственную конфигурацию ГАМК-рецепторов и увеличивает прочность их связи с субстратом – гамма-аминомасляной кислотой. В результате усиливается тормозящее влияние этого медиатора на центральную нервную систему, чем обеспечивается лечебный эффект препаратов.

Некоторые лекарства способны повышать или понижать синтез естественных регуляторов (медиаторов, гормонов и так далее), влиять на процессы их накопления в клетках или ферментного разрушения. Подробнее такие эффекты будут рассмотрены, в частности, в главе 3.1, посвященной средствам, влияющим на функции центральной нервной системы.

Механизм действия лекарств на молекулярном и клеточном уровнях имеет очень большое значение, но не менее важно знать, на какие физиологические процессы влияет препарат, то есть каковы его эффекты на системном уровне. Возьмем, к примеру, лекарственные средства, снижающие артериальное давление. Один и тот же результат – снижение давления – может быть достигнут разными способами:

1) угнетением сосудодвигательного центра (магния сульфат);

2) угнетением передачи возбуждения в вегетативной нервной системе (ганглиоблокаторы);

3) ослаблением работы сердца, уменьшением его ударного и минутного объемов (бета-адреноблокаторы);

6) снижением активности системы ренин-ангиотензин (ингибиторы АПФ, антагонисты ангиотензиновых рецепторов) и другие.

Таким образом, одни и те же фармакологические эффекты (увеличение частоты сокращений сердца, расширение бронхов, устранение боли и так далее) можно получить с помощью нескольких препаратов, имеющих различные механизмы действия.

Еще один пример – кашель. Если кашель обусловлен воспалением дыхательных путей, назначают противокашлевые средства периферического действия, причем, часто комбинируют их с отхаркивающими препаратами. Кашель у больных туберкулезом или при новообразованиях бронхов устраняют центрально действующие наркотические анальгетики (кодеин). А в детской практике в тяжелых случаях коклюша кашель лечат введением нейролептика хлорпромазина (препарат Аминазин).

Выбор лекарства, необходимого конкретному больному, осуществляет врач, руководствуясь знанием механизма действия лекарственных препаратов и обусловленных им терапевтических и побочных эффектов. Мы надеемся, что теперь вам стало понятнее, как сложен этот выбор, и какими знаниями и опытом надо обладать, чтобы правильно его сделать.

Но поскольку все органы и системы взаимосвязаны, то какие-либо изменения функции одного органа или системы вызывают сдвиги в работе других органов и систем. Кроме того, субстраты для взаимодействия могут находиться в разных органах, что также обеспечивает их взаимосвязь. Она проявляется как на физиологическом, так и на биохимическом уровнях, определяя неоднозначность и многогранность действия лекарств, наличие не только лечебного, но и побочного действия у большинства препаратов.

Так, расширение сосудов и понижение артериального давления при приеме нитроглицерина сопровождаются рефлекторным повышением частоты сердечных сокращений, а также обусловленной расширением сосудов головного мозга, так называемой нитратной головной болью. Атропин, обладающий выраженными спазмолитическими свойствами, за счет своего механизма действия может нарушить отток внутриглазной жидкости, вызвав приступ глаукомы, и так далее.

На взаимодействие лекарств с биологическим субстратами, а, соответственно, и на эффекты препарата, большое влияние оказывают прием пищи, алкоголя, возраст пациента, одновременный прием других препаратов и еще ряд факторов, роль которых рассматривается в следующих главах.

Механизмы действия лекарственных средств

Цель данной статьи состоит в том, чтобы объяснить механизмы действия лекарств путем объединения эффектов, производимых ими на молекулярном, клеточном, тканевом и системном уровнях биологического организма. Основное внимание уделено действию на молекулярном и клеточном уровнях, а специфические действия лекарств на ткани и системы организма рассматриваются в Тканевое и системное действие лекарств.

Лекарственные средства действуют на четырех разных уровнях:

  • молекулярном, на котором белковые молекулы являются непосредственными мишенями для большинства лекарств. Эффекты на данном уровне определяют действие лекарств на следующем уровне;
  • клеточном, на котором биохимические и другие компоненты клетки участвуют в процессах трансдукции;
  • тканевом, на котором происходит изменение функций сердца, кожи, легких и др.;
  • системном, на котором происходит изменение функций сердечно-сосудистой и нервной систем, желудочно-кишечного тракта и др.

Для того чтобы понять механизм действия лекарств, необходимо знать, на какие молекулярные мишени действует вещество, природу системы трансдукции (клеточный ответ), типы ткани-мишени и механизмы, посредством которых ткань воздействует на системы организма. Механизмы действия лекарственных веществ нужно рассматривать на каждом из четырех уровней.

Читать еще:  Фенобарбитал показания и противопоказания способ применения

В качестве примера можно привести препарат пропранолол — β-адреноблокатор, используемый для лечения некоторых заболеваний, в том числе стенокардии, сердечной недостаточности из-за локальной ишемии (т.е. недостаточного кровотока) в сердце:

  • на молекулярном уровне пропранолол — конкурентный обратимый антагонист адреналина и норадреналина за действие на β-адренорецепторы;
  • на клеточном уровне пропранолол предотвращает β-адренозависимое увеличение внутриклеточного циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), инициирующего фосфорилирование белков, мобилизацию ионов кальция и окислительный метаболизм;
  • на тканевом уровне пропранолол предотвращает β-адренозависимое увеличение силы и частоты сердечных сокращений, т.е. оказывает отрицательные инотропный и хронотропный эффекты;
  • на системном уровне пропранолол улучшает функцию сердечно-сосудистой системы. Он снижает β-адренозависимый ответ сердца на активность симпатической нервной системы, уменьшая тем самым потребность тканей сердца в кровотоке, что целесообразно при ограниченном притоке крови (например, при ишемии коронарных артерий).

Механизм действия лекарственных средств на четырех уровнях также можно показать на примере рифампицина, хотя этот препарат действует больше на бактерии, чем на ткани человека.

Рифампицин — это эффективный препарат для лечения туберкулеза:

  • на молекулярном уровне рифампицин связывает (и блокирует активность) полимеразы рибонуклеиновой кислоты (РНК) в микобактерии, которая вызывает туберкулез;
  • на клеточном уровне рифампицин ингибирует синтез РНК в микобактерии и таким образом убивает ее;
  • на тканевом уровне рифампицин предотвращает повреждение ткани легких, возникающее вследствие инфекции микобактерии;
  • на системном уровне рифампицин предотвращает недостаточность легочной функции, вызванную инфекцией микобактерии.

Лекарства можно классифицировать, основываясь на молекулярном, клеточном, тканевом и системном типах действия

На молекулярном уровне пропранолол всегда классифицируют как β-адреноблокатор. Но его выявление на клеточном, тканевом и системном уровнях зависит от патологии, для лечения которой его используют (например, стенокардии и гипертензии).

Фармакологическая классификация лекарственных средств включает виды оказываемых ими эффектов

Безусловно, важно классифицировать лекарства на основе как места их действия, так и вида оказываемого ими действия. Фармакология располагает большим запасом терминов для описания действия лекарств, которые будут представлены далее. Здесь же приводится краткое обсуждение классификации лекарств.

Термины, используемые для описания раличных типов фармакологического действия, зачастую составляют пары: «ингибитор» и «активатор», «антагонист» и «агонист», «депрессант» и «экситант», «прямой» и «непрямой». В этих примерах каждый термин из пары является антонимом другому. Такие термины помогают классифицировать тип фармакологического действия, оказываемого лекарством, но сами по себе малоинформативны (более того, часто эти термины используют неуместно):

  • термин «ингибитор» используют для определения средств, предотвращающих или уменьшающих физиологическую, биохимическую или фармакологическую активность. Ингибирование может происходить на уровне ферментов, нервной или гормональной системы, рецепторов, ионных каналов, клеточных мембран, а также отдельных органов и целого организма;
  • термин «активатор» противоположен по значению термину «ингибитор».

Таким образом, практически любое лекарство может быть рассмотрено либо как ингибитор, либо как активатор. Недостатком является то, что ингибитор в одном случае может выступать активатором в другом, например при стимулировании одного центра путем ингибирования другого.

Термины «антагонист» и «агонист» связаны тем, что антагонист препятствует агонисту осуществлять свое действие, в то время как агонисты — это вещества, производящие эффект. Если термины используют корректно, то и агонист, и антагонист должны воздействовать на один и тот же рецептор. Однако иногда термин «антагонист» используют неточно. Например, антагонистами кальция называют препараты, блокирующие Са2+-каналы.

Термины «супрессор» и «экситант» менее точные и определяют средства, которые, соответственно, уменьшают и увеличивают активность систем организма, в частности центральной нервной системы (ЦНС).

Некоторые лекарственные средства оказывают эффект в результате прямого действия на определенные ткани, в то время как другие — вследствие непрямого, или опосредованного, действия. Например, лекарства могут расслаблять гладкие мышцы сосудов путем прямого действия на мышцы или вторично — за счет высвобождения релаксантов прямого действия или ингибируя высвобождение и действие сократительных субстанций. В качестве других примеров можно привести отрицательное действие β-блокаторов (например, пропранолола) на сократимость сердца, который уменьшает действие симпатической системы на сердце. Амины (симпатомиметики) непосредственно учащают сокращения сердца путем действия на клетки водителя ритма, контролирующие частоту сокращений,в то время как атропин может ускорять сердечный ритм: как антагонист мускариновых рецепторов, он уменьшает действие парасимпатических нервов (через выход ацетилхолина) на сердце.

Ответ на действие лекарств проявляется на молекулярном, клеточном, тканевом и системном уровнях

Поскольку механизм действия лекарств проявляется на любом из четырех уровней, ответ на действие лекарств может быть определен таким же образом (табл. 2.1). Средства, которые активируют свои молекулярные мишени, называют агонистами или активаторами (точный термин зависит от природы молекулы-мишени). Средства, которые блокируют либо тормозят действие агонистов (активаторов) или инактивируют молекулу-мишень, называют антагонистами, блокаторами либо ингибиторами. Последние не обладают прямым действием на клеточном, тканевом и системном уровнях, но могут блокировать молекулярный ответ на действие эндогенных или экзогенных агонистов (активаторов).

Таблица 2.1 Четыре уровня воздействия лекарств

Механизмы действия лекарственных средств

Фармакодинамика

Фармакодинамика — это раздел общей фармакологии, изучающий особенности действия ЛС на организм. А именно фармакодинамика изучает :

· механизмы действия лекарственных веществ;

· конечные фармакологические эффекты;

· зависимость действия ЛС от различных условий;

· эффекты ЛС при повторном введении;

· комбинированное действие ЛС;

· побочные эффекты лекарственных веществ.

Механизмы действия лекарственных веществ — это способы, которыми вещества вызывают фармакологические эффекты. К основным механизмам действия лекарственных веществ относят :

2. Механизм прямого химического взаимодействия.

3. Мембранный (физико-химический).

4. Ферментативный (биохимический).

Физический механизм действия. Действие лекарственного вещества связано с его физическими свойствами. Например, уголь активированный специально обработан, в связи с чем обладает большой поверхностной активностью. Это позволяет ему абсорбировать газы, алкалоиды, токсины и др.

Прямое химическое взаимодействие. Это достаточно редкий механизм действия ЛС, суть которого заключается в том, что ЛС непосредственно взаимодействует с молекулами или ионами в организме. Таким механизмом действия обладает, например, препарат унитиол, относящийся к группе антидотов. В случае отравления тиоловыми ядами, в том числе солями тяжелых металлов, унитиол вступает с ними в прямую химическую реакцию, в результате чего образуются нетоксичные комплексы, которые выводятся из организма с мочой. Таким образом действуют и антациды, вступающие в прямое химическое взаимодействие с соляной кислотой, понижая кислотность желудочного сока.

Мембранный (физико-химический)механизм. Связан с влиянием ЛС на токи ионов (Na + , K + , Cl ־ и др.), определяющих трансмембранный электрический потенциал. По такому механизму действуют средства для наркоза, антиаритмические препараты, местные анестетики и др.

Ферментативный(биохимический)механизм. Этот механизм определяется способностью некоторых ЛС оказывать активирующее или угнетающее влияние на ферменты. Арсенал ЛС с таким механизмом действия весьма широк. Например, антихолинэстеразные препараты, ингибиторы моноаминооксидазы, блокаторы протонной помпы и др.

Рецепторный механизм. В организме человека существуют высокоспецифичные биологически активные вещества (медиаторы), которые взаимодействуют с рецепторами и изменяют функции тех или иных органов или тканей организма.

Рецепторы — это макромолекулярные структуры, обладающие избирательной чувствительностью к определенным химическим соединениям. При взаимодействии ЛС с рецепторами происходят биохимические и физиологические изменения в организме, сопровождающиеся тем или иным клиническим эффектом.

Медиаторы и лекарственные вещества, активирующие рецепторы и вызывающие биологический эффект, называются агонистами. Лекарственные вещества, связывающиеся с рецепторами, но не вызывающие их активации и биологического эффекта, уменьшающие или устраняющие эффекты агонистов, называются антагонистами. Выделяют также агонисты-антагонисты — вещества, которые по-разному действуют на подтипы одних и тех же рецепторов: одни подтипы рецепторов они стимулируют, а другие — блокируют. Например, наркотический анальгетик налбуфин стимулирует опиоидные каппа-рецепторы (поэтому снижает болевую чувствительность) и блокирует опиоидные мю-рецепторы (поэтому менее опасен в плане лекарственной зависимости).

Способность веществ связываться с рецепторами обозначают термином «аффинитет». По отношению к одним и тем же рецепторам аффинитет разных веществ может быть различным.

Выделяют следующие виды рецепторов :

1. Рецепторы плазматических мембран :

· канального типа: Н-холинорецепторы нервного типа, Н-холиноре-цепторы мышечного типа, ГАМК-рецепторы;

· рецепторы, связанные с G-белком: α- и β-адренорецепторы, М3-хо-линорецепторы;

· рецепторы интегративного типа: NO-рецептор.

|следующая лекция ==>
Выведение (экскреция) лекарственных веществ из организма|Рецепторы канального типа

Дата добавления: 2014-01-04 ; Просмотров: 773 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Буферная система: классификация, пример и механизм действия

Огромную роль для нормального функционирования человеческого организма играет кислотно-основное равновесие. Циркулирующая в организме кровь представляет собой смесь живых клеток, которые находятся в жидкой среде обитания. Первой чертой охраны, что контролирует уровень pH в крови, выступает буферная система . Это физиологический механизм, который обеспечивает сохранение параметров кислотно-основного баланса, препятствуя перепадам pH. Что он собой представляет и какие имеет разновидности, узнаем ниже.

Описание

Буферная система — это уникальный механизм. В организме человека существует их несколько, и все они состоят из плазмы и клеток крови. Буферы представляют собою основания (белки и неорганические соединения), которые связывают или отдают Н+ и ОН-, уничтожая сдвиг pH в течение тридцати секунд. Способность буфера поддерживать кислотно-основный баланс зависит от количества элементов, из которых он слагается.

Виды буферов крови

Кровь, которая постоянно движется, представляет собой живые клетки, которые существуют в жидкой среде. pH в норме составляет 7,37-7,44. Связка же ионов происходит определенным буфером, классификация буферных систем приведена ниже. Сам же он состоит из плазмы и кровяных клеток и может быть фосфатным, белковым, бикарбонатным или гемоглобиновым. Все эти системы имеют достаточно простой механизм действия. Их деятельность нацелена на урегулирование уровня ионов в крови.

Особенности буфера гемоглобинового

Гемоглобиновая буферная система является самой мощной из всех, она представляет собой щелочь в капиллярах тканей и кислоту в таком внутреннем органе, как легкие. На ее долю приходится около семидесяти пяти процентов всей буферной емкости. Этот механизм участвует во множестве процессах, что происходят в крови человека, и имеет в своем составе глобин. При переходе гемоглобинового буфера в другую форму (оксигемоглобин), наблюдается изменение этой формы, изменяются и кислотные свойства действующего вещества.

Читать еще:  Рафахолин ц инструкция по применению аналоги отзывы

Качество восстановленного гемоглобина меньшее, чем у угольной кислоты, но становится намного лучше, когда он окисляется. Когда приобретается кислотность pH, гемоглобин соединяет ионы водорода, получается так, что он уже восстановленный. Когда происходит очищение углекислого газа в легких, pH получается щелочным. В это время гемоглобин, который окислился, выступает донором протонов, при помощи чего происходит уравновешивание кислотно-основного баланса. Так, буфер, что состоит из оксигемоглобина и его калиевой соли, способствует выделению из организма углекислоты.

Эта буферная система выполняет немаловажную роль в дыхательном процессе, так как совершает транспортную функцию по переносу к тканям и внутренним органам кислорода и удалению из них углекислоты. Кислотно-основное равновесие внутри эритроцитов при этом придерживается на постоянном уровне, следовательно, в крови также.

Таким образом, когда кровь насыщается кислородом, гемоглобин превращается в сильную кислоту, а когда кислород он отдает, то превращается в достаточно слабую органическую кислоту. Системы оксигемоглобина и гемоглобина — взаимопревращающиеся, они существуют как одно целое.

Особенности бикарбонатного буфера

Бикарбонатная буферная система выступает также мощной, но и самой управляемой в организме. На ее долю приходится около десяти процентов всей буферной емкости. Она имеет универсальные свойства, которые обеспечивают ее двухстороннюю эффективность. В состав этого буфера входит сопряженная кислотно-щелочная пара, что состоит из таких молекул, как угольная кислота (источник протона) и бикарбонат аниона (акцептор протона).

Так, бикарбонатная буферная система способствует протеканию систематического процесса, где в кровь попадает мощная кислота. Этот механизм связывает кислоту с бикарбонатом анионов, образуя кислоту угольную и ее соль. При попадании щелочи в кровь буфер связывается с угольной кислотой, образуя бикарбонатную соль. Так как гидрокарбоната натрия в крови человека больше, чем угольной кислоты, данная буферная емкость будет иметь высокую кислотность. Другими словами, гидрокарбонатная буферная система (бикарбонатная) очень хорошо проводит компенсацию веществ, которые повышают кислотность крови. К ним относится и молочная кислота, концентрация которой увеличивается при интенсивных физических нагрузках, а данный буфер очень быстро реагирует на изменения кислотно-основного баланса в крови.

Особенности фосфатного буфера

Фосфатная буферная система человека занимает близко двух процентов всей буферной емкости, что связано с содержанием в крови фосфатов. Этот механизм поддерживает показатель pH в моче и жидкости, что находится внутри клеток. Буфер состоит из неорганических фосфатов: одноосновного (выполняет роль кислоты) и двухосновного (выполняет роль щелочи). При нормальном показателе pH соотношение кислоты и основания равняется 1:4. При увеличении количества ионов водорода фосфатная буферная система связывается с ними, образуя кислоту. Этот механизм больше кислотный, чем щелочной, поэтому он отлично нейтрализует поступающие в кровь человека кислые метаболиты, например, молочную кислоту.

Особенности белкового буфера

Белковый буфер играет не такую особую роль в стабилизации кислотно-щелочного баланса, по сравнению с другими системами. На его долю приходится около семи процентов всей буферной емкости. Белки состоят из молекул, которые объединяются в кислотно-щелочные соединения. В кислой среде они выступают щелочами, которые связывают кислоты, в щелочной среде все происходит наоборот.

Это приводит к тому, что образуется белковая буферная система , которая достаточно эффективна при значении pH от 7,2 до 7,4. Большая доля белков представлена альбуминами и глобулинами. Так как белковый заряд нулевой, то при нормальном показателе pH он находится в виде щелочи и соли. Эта буферная емкость зависит от количества белков, их структуры и свободных протонов. Данный буфер может нейтрализовать и кислые, и щелочные продукты. Но емкость она имеет больше кислотную, чем щелочную.

Особенности эритроцитов

В норме эритроциты имеют постоянный показатель pH – 7,25. Здесь оказывают действие гидрокарбонатный и фосфатный буферы. Но по мощности они отличаются от тех, что находятся в крови. В эритроцитах белковый буфер играет особую роль в обеспечении органов и тканей кислородом, а также удалению из них углекислоты. Кроме этого, он поддерживает постоянное значение внутри эритроцитов pH. Белковый буфер в эритроцитах тесно связан с гидрокарбонатной системой, так как соотношение кислоты и соли здесь меньшее, чем в крови.

Пример буферной системы

Растворы сильных кислот и щелочей, которые обладаю слабыми реакциями, имеют непостоянный показатель pH. Но смесь кислоты уксусной с ее солью сохраняет имеет стабильное значение. Даже если к ним добавить кислоту или щелочь, кислотно-основное равновесие не изменится. В качестве примера можно рассмотреть ацетатный буфер, который состоит из кислоты СН3СООН и ее соли СН3СОО. Если добавить сильную кислоту, то основание соли свяжет ионы Н+ и превратится в кислоту уксусную. Снижение уровня анионов соли уравновешивается увеличением молекул кислоты. В результате этого наблюдается незначительное изменение в соотношении кислоты и ее соли, поэтому pH изменяется совсем незаметно.

Механизм действия буферных систем

При поступлении в кровь кислых или щелочных продуктов буфер обеспечивает постоянное значение pH до тех пор, пока поступившие продукты не выведутся или не используются в процессах метаболизма. В крови человека представлены четыре буфера, каждый из которых состоит из двух частей: кислоты и ее соли, а также сильной щелочи.

Эффект буфера обуславливается тем, что он связывает и нейтрализует ионы, которые поступают соответствующим ему составом. Поскольку в природе организм больше всего сталкивается с недоокисленными продуктами обмена, свойства буфер имеет антикислотные больше, чем антищелочные.

Каждая буферная система имеет свой принцип работы. При снижении уровня pH ниже отметки 7,0 начинается их активная деятельность. Они начинают связывать излишки свободных ионов водорода, образуя комплексы, которые перемещают кислород. Он, в свою очередь, перемещается к системе пищеварения, легким, коже, почкам и так далее. Такая транспортировка кислых и щелочных продуктов способствует их разгрузке и выведению.

В организме человека только четыре буферные системы играют важные роли в сохранении кислотно-основного равновесия, но существуют и другие буферы, например, ацетатная буферная система, которая имеет слабую кислоту (донор) и ее соль (акцептор). Способность этих механизмов противостоять изменениям pH при попадании кислоты или соли в кровь является ограниченной. Они поддерживают кислотно-щелочное равновесие только в том случае, когда сильная кислота или щелочь поступают в определенном количестве. Если оно будет превышено, pH резко изменится, буферная система прекратит свое действие.

Эффективность буферов

Буферы крови и эритроцитов имеют различную эффективность. У последних она выше, так как здесь присутствует гемоглобиновый буфер. Уменьшение количества ионов происходит по направлению от клетки до межклеточной среды, а затем до крови. Это говорит о том, что самая большая буферная емкость у крови, а меньшую имеет внутриклеточная среда.

При метаболизме в клетках появляются кислоты, которые проходят в межклеточную жидкость. Это происходит тем легче, чем их больше появляется в клетках, поскольку переизбыток ионов водорода увеличивает проницаемость мембраны клетки. Нам уже известна классификация буферных систем . В эритроцитах они имеют более эффективные свойства, так как здесь еще играют роль коллагеновые волокна, которые реагируют набуханием на накопление кислоты, они ее поглощают и освобождают от ионов водорода эритроциты. Такая его способность обуславливается свойством абсорбции.

Взаимодействие буферов в организме

Все механизмы, которые находятся в организме, взаимосвязаны между собой. Буферы крови состоят из нескольких систем, вклад которых в поддержание кислотно-щелочного баланса различный. При попадании крови в легкие она получает кислород путем его связывания в эритроцитах гемоглобином, образуя оксигемоглобин (кислоту), что поддерживает уровень pH. При содействии карбоангидразы происходит параллельное очищение крови легких от углекислоты, которая в эритроцитах представлена в виде слабой двухосновной угольной кислотой и карбаминогемоглобином, а в крови – углекислотой и водой.

При уменьшении в эритроцитах количества слабой двухосновной угольной кислоты происходит проникновение ее из крови в эритроцит, и очищение крови от углекислоты. Таким образом, из клеток в кровь постоянно проходит слабая двухосновная угольная кислота, а из крови в эритроциты для соблюдения нейтральности поступают неактивные анионы хлорида. В результате этого в красных клетках крови среда более кислотная, чем в плазме. Все системы буферов обосновываются отношением донор-акцептор протона (4:20), что связано с особенностями метаболизма организма человека, который образует большее число кислотных продуктов, чем щелочных. Очень важным здесь является показатель кислотных буферных емкостей.

Обменные процессы в тканях

Кислотно-основной баланс поддерживается буферами и метаболическими превращениями в тканях организма. Этому помогают биохимические и физико-химические процессы. Они способствуют потере кислотно-щелочных свойств продуктов обмена веществ, их связыванию, образованию новых соединений, которые быстро выводятся из организма. Например, большое количество молочной кислоты выводится в гликоген, органические кислоты нейтрализуются солями натрия. Сильные кислоты и щелочи растворяются в липидах, а органические кислоты подвергаются окислению, образуя угольную кислоту.

Таким образом, буферная система — это первый помощник при нормализации кислотно-щелочного баланса в организме человека. Стабильность pH нужна для нормальной работы биологических молекул и структур, органов и тканей. При нормальных условиях буферные процессы поддерживают равновесие между появлением и удалением ионов водорода и углекислого газа, что способствует обеспечению в крови постоянного уровня pH.

Если происходит сбой в работе буферных систем, то у человека появляются такие патологии, как алкалоз или ацидоз. Все буферные системы взаимосвязаны и направлены на поддержание стабильного кислотно-основного равновесия. В организме человека постоянно образуется большое число кислых продуктов, которое эквивалентно тридцати литрам сильной кислоты.

Постоянство реакций внутри организма обеспечивают мощные буферы: фосфатный, белковый, гемоглобиновый и бикарбонатный. Существуют и другие буферные системы, но эти являются основными и самыми нужными для живого организма. Без их помощи у человека начнут развиваться различные патологии, которые могут привести к коме или летальному исходу.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector