Полегшена дифузія речовин відбувається за допомогою білків-переносників. Таким способом всмоктуються глюкоза, амінокислоти, вітаміни. Зокрема, для абсорбції вітаміну В12 в тонкій кишці необхідний специфічний гастромукопротеїн, який синтезується в шлунку.
Фільтрація ліків здійснюється через пори в мембрані. Залежно від властивостей і місця розташування останньої, розмір пор може коливатися від 0,35 до 0,8 мм. Через пори проникають сполуки, що мають низьку молекулярну масу: вода, сечовина тощо. Заряджені часточки (катіони, аніони) через пори практично не проходять, чому заважає заряд, який існує на мембрані клітин.
Активний транспорт забезпечується специфічними транспортними системами клітин і відбувається за витрат енергії, проти градієнта концентрації. Так всмоктуються серцеві глікозиди, глюко-кортикостероїди, надходить йод у щитовидну залозу.
Піноцитоз також є важливим шляхом проникнення через мембрану великих молекул або їх агрегатів. При цьому в місці дотику молекули лікарського засобу до біомембрани відбувається її інвагінація, поверхня мембрани обіймає молекулу з утворенням пухирця, який занурюється всередину клітини. Цей шлях проникнення в клітину характерний для білків, нуклеїнових кислот, жиророзчинних вітамінів.
Розподіл лікарських речовин в організмі
Після того, як лікарська речовина всмокталася і надійшла в загальний кровообіг, подальша її доля залежить, перш за все, від її властивостей, зокрема від розмірів молекули та ступеня розчинності в ліпідах. Високомолекулярні сполуки, наприклад гепарин, маніт, або ті, що міцно зв'язані з білками плазми, не проникають через ендотелій, тому залишаються в судинному руслі. Низькомолекулярні водорозчинні речовини можуть проходити через пори в стінках капілярів і потрапляти в міжклітинні простори. Жиророзчинні сполуки долають мембрани клітин, гематоенцефалічний, плацентарний та інші бар'єри, надходять у всі органи та тканини.
Процес розподілу ліків пов'язаний також з інтенсивністю кровообігу в органах і тканинах. Так, наркозні засоби тіопентал і гексенал після внутрішньовенного введення спочатку проникають у м'язову тканину, яка добре кровопостачається. Тому після першої ін'єкції їхня концентрація в мозковій тканині може бути недостатньою для розвитку наркозного ефекту. Для його отримання препарати необхідно вводити повторно. Розподіл і фармакологічні ефекти ліків можуть зменшуватись при погіршанні кровопостачання внутрішніх органів. Це буває при шокових станах, при застійних явищах у великому колі кровообігу на грунті серцевої недостатності.
Лікарський препарат циркулює в судинному руслі у вільній або/і у зв'язаній з білками формі. Обидві форми знаходяться у стані динамічної рівноваги. Препарат, зв'язаний з білками плазми, є фармакологічно неактивним. Для прояву специфічної дії він повинен вивільнитись.
При деяких патологічних станах кількість білків плазми крові зменшується, розвивається гіпоальбумінемія. Це спостерігається при захворюваннях печінки, опіковій хворобі, білковому голодуванні тощо. Іпоальбумінемія розвивається також в осіб похилого та старечого віку. За таких умов збільшується вільна фракція лікарських речовин, їх фармакологічна дія зростає, можуть розвиватися токсичні ефекти. Особливого значення це набуває при призначенні ліків, в яких ступінь зв'язування з білками крові є високим, наприклад, діазепаму, бутаміду, дифеніну, індометацину, фуросеміду, хінідину тощо. Тому при вказаних патологічних станах, також у пацієнтів похилого і старечого віку, дози ліків необхідно зменшувати.
У деяких випадках високий ступінь зв'язування лікарських речовин з білками крові зумовлює подовження їхньої дії. Це характерно для сульфадиметоксину, сульфапіридазину.
Ряд сполук, насамперед жиророзчинних, значною мірою розподіляється у тканинах. При цьому препарат може створювати депо у жировій тканині, поступово з нього вивільнюватись і довший час проявляти свою дію. Наприклад, для ефіру характерний тривалий період так званої післянаркозної депресії: сонливість, в'ялість, загальмованість. Ці ефекти пов'язані з поступовим вивільненням речовини з жирових депо.
Розподіл лікарських речовин також залежить від їхньої здатності проникати через біологічні бар'єри, зокрема, гематоенцефалічний (ГЕБ). ГЕБ - це система мембран, що відокремлює нервову тканину і цереброспінальну рідину від крові. Всі наркозні засоби, ліки, що впливають на психіку, добре проникають через ГЕБ. Антибактеріальні препарати, які долають цей бар'єр, зокрема левоміцетин, метронідазол, можуть бути застосовані для лікування запальних процесів тканини мозку та його оболонок. Проникність ГЕБ для ліків може зростати при менінгіті (запаленні мозкових оболонок). Деякі речовини, наприклад тубокурарин, дитилін, метацин, цефалоспорини, практично у мозкову тканину не проникають.
Метаболізм лікарських речовин в організмі
Основною метою перетворень, яким підлягає молекула лікарської або іншої сторонньої речовини після надходження в організм, є зменшення її токсичності та прискорення виведення з організму. Сукупність процесій, що забезпечують ці перетворення, називається метаболізмом, або біотрансформацією. Сторонні для органнів сполуки, у тому числі більшість лікарських засобів, отримали назву ксенобіотиків (грец. xenos - чужий). Біотрансформація відбувається переважно у печінці, але є істотною також у нирках, легенях, стінці кишечника, герці, мозку та інших органах і тканинах. Розрізняють два основні етапи біотрансформації.
Перший етап здійснюється за участю монооксигеназних систем ендоплазматичного ретикулуму, які є складовою мікросомальної ферментної системи. У процесі перетворень першої фази речовина може окислюватись (фенобарбітал), дезамінуватись (ефедрин), відновлюватись (анаприлін), гідролізуватись (новокаїн). У результаті в більшості випадків фармакологічно активна лікарська речовина перетворюється на фармакологічно неактивну. Але іноді продукти першої фази мають високу активність: кодеїн перетворюється на морфін, діазепам - на оксазепам тощо. У ряді випадків продукти 1 етапу мають набагато більшу токсичність, ніж вихідна сполука. Таке явище отримало назву "летального синтезу". Наприклад, з етилового спирту утворюється токсичний оцтовий альдегід, з метилового спирту - формальдегід і мурашина кислота, з ізоніазиду - моноацетилгідразин.
Під час другого етапу метаболізму до продуктів реакції 1 фази приєднуються залишки кислот, утворюються кон'югати з глутатіоном та амінокислотами. Наприклад, морфін, парацетамол з'єднуються з глюкуроновою кислотою, гепарин, ізадрин - із залишками сірчаної кислоти, сульфаніламіди - оцтової. Кон'югати з глутатіоном утворюють етакринова кислота, фторотан. У результаті виникають сполуки, які добре розчиняються у воді і погано - в ліпідах. Тому вони не проникають у тканини і швидко виводяться із сечею, а якщо їх відносна молекулярна маса більша 300 - із жовчю. Після цієї фази лікарські речовини практично повністю втрачають свою біологічну активність.
Виведення (елімінація) ліків з організму
Лікарські речовини у вигляді метаболітів або у незміненому вигляді можуть виділятися з організму різними шляхами: нирками, печінкою, через легені, кишечник, потовими, молочними залозами тощо.
Основним органом виведення ліків є нирки. Таким шляхом переважно елімінуються ампіцилін, гентаміцин, уросульфан, фурадонін, новокаїнамід, дигоксин тощо. У процесах виведення ліків із сечею відіграють роль три механізми: фільтрація, канальцева секреція і канальцева реабсорбція.
Процеси фільтрації відбуваються у клубочках нирок, коли відносна молекулярна маса ліків становить менше 90. Речовини, що мають відносну молекулярну масу 90-300, можуть виводитись як із сечею, так і з жовчю. Фільтрація порушується при шокових, колаптоїдних станах, внаслідок зменшення кровообігу і гідростатичного тиску плазми крові в капілярах клубочків. Якщо лікарська речовина міцно зв'язана з білками плазми, наприклад, фуросемід, вона також не фільтрується в капілярах клубочків.
Шляхом канальцевої секреції, якає активним процесом, що здійснюється за участю ферментних систем і за витрат енергії, потрапляють у сечу пеніциліни, фуросемід, саліцилати, хінін тощо. Цей процес може порушуватись при розладах енергетичного обміну в нирках, наприклад, при гіпоксії, інфекціях, інтоксикаціях.
На ступінь виведення ліків із сечею також впливає їх канальцева реабсорбція (зворотне всмоктування). Речовини, що розчинні в ліпідах, реабсорбуються пасивно. Іонізовані ліки, які є слабкими кислотами або лугами, реабсорбуються активно. Ступінь їх реабсорбції можна регулювати. Якщо реакція сечі у канальцях нирок кисла, це сприяє зростанню ступеня іонізації ліків, які є слабкими основами. При цьому зменшується їх реабсорбція і прискорюється виведення із сечею. Це стосується протигістамінних препаратів, хініну, теофіліну. І навпаки, олужнення сечі за допомогою натрію гідрокарбонату збільшує ступінь іонізації і прискорює виведення із сечею ліків, які є слабкими кислотами: саліцилатів, барбітуратів, сульфаніламідів. Враховують це, коли необхідно прискорити елімінацію з організму відповідних лікарських речовин при їх передозуванні.
При отруєнні ліками й іншими речовинами, які виділяються з організму через нирки, часто вдаються до процедури форсованого діурезу - підсилення сечовиділення за допомогою сечогінних засобів (маніту, фуросеміду, етакринової кислоти) з одночасним уведенням в організм великої кількості рідини.