Доставляє. Якими способами ліки досягають своїх цілей?

1. Коли "ретард" не образа
2. Вдихайте - видихайте
3. Обмазатися і одужати
4. Я уколів не боюся
5. пробиваємо бар'єри
6. наночастки

Чому деякі ліки не можна ковтати, а іншими не вийде натерти шкіру? У чому перевага інсулінової помпи перед уколами? Як пробити бар'єр між кров'ю і клітинами мозку, щоб ввести в "хворі" нейрони потрібні ліки? Чи справді наночастинки допомагають лікувати рак і інфекційні захворювання? Чи може знеболююче, як в рекламі, подіяти за 15 хвилин? Навіщо, хоча вже давно існують таблетки, ін'єкції, мазі та інше, вчені все ще придумують нові засоби доставки ліків в організм?

Тіло людини складається з безлічі органів і тканин, і хоча вони все пов'язані між собою, хворіють вони окремо. Тому ліки, що допомагають тій чи іншій частині організму, бажано вводити різними методами. Синці безглуздо лікувати за допомогою уколів, а біль в горлі не пройде, якщо мазати шкіру шиї бальзамом "Зірочка". Тому способів доставки ліків в організм існує дуже багато.

Коли "ретард" не образа

Кожен перша людина, якщо тільки він не є строгим противником ліків, в житті хоч раз стикався з таблетками. Здавалося б, з ними все просто: діюча речовина в них міститься в спресований кругляшок з допоміжних речовин на зразок картопляного крохмалю. Цей кругляшок хороший тим, що можна проковтнути його повністю, а якщо цілої таблетки багато, можна розламати її на дві половинки, в чому допомагає насічка посередині. Таблетовані ліки стати в нагоді при подіяти одразу на багато тканини і органи. Таблетки розпадаються на складові в травному тракті, їх діючі речовини всмоктуються в тонкому кишечнику, і кров розносить їх по всьому тілу.

Проте часто корисне виявляється вкрай несмачним. Якщо діюча речовина ліки настільки огидно на смак і запах, що проковтнути його в складі простий таблетки неможливо, доводиться покривати його додатково оболонкою з желатину або воску. У першому випадку виходять капсули, в другому - драже.

Таблеткам і інших ліків, які вводять в організм через рот (ще кажуть: перорально), потрібно подолати агресивну кисле середовище шлунка. Вона руйнує і прості оболонки таблеток і капсул, і іноді самі діючі речовини. В такому випадку вони не всмоктуються в тонкій кишці з тієї простої причини, що їх більше не існує. Щоб уникнути такої оказії, таблетки підсилюють додатковими оболонками. Вони виходять більш щільними, ніж зазвичай, і тому встигають пройти через шлунок таким чином, що діюча речовина, потрапивши в кишечник, залишається в незмінному вигляді. При цьому товщину захисної оболонки можна підібрати так, щоб препарат всмоктується в верхніх або в нижніх відділах кишечника.

Ще один варіант - матрикс-таблетка. На відміну від звичайної таблетки вона структурована, і діюча речовина не просто перемішано з наповнювачем, а закріплено на спеціальній сітці - матриксе. Щоб такі ліки почало діяти, потрібно, щоб спочатку таблетка роздрібнилася на дрібні частини, а потім розчинилася. Оскільки на розпад таблетки і розчинення препарату йде багато часу, всмоктування відбувається тільки в кишечнику. Вивільнення речовини йде рівномірно. У випадках, коли потрібно підтримувати відносно постійну концентрацію діючої речовини, це важливо.

Є й інший спосіб забезпечити безперервне і рівномірне всмоктування препарату - ретардірованіе. Хоча однокореневі слова цього терміну зазвичай використовують для позначення страждаючих розумовою відсталістю, в даному випадку "відставання" - це плюс. У капсулу поміщає порошок і не розчин діючої речовини, а його гранули, вкриті воском. Товщина покриттів у різних гранул неоднакова, тому одні гранули розчиняються раніше, інші - пізніше. Завдяки цьому ліки вивільняється довгий час, а друга назва ретардірованія - пролонгування.

Важко придумати клас ліків, які б не існували в формі таблеток або капсул. Мабуть, це самий популярний "зовнішній вигляд" препаратів. У таблетках можуть міститися і знеболюючі, і кошти для нормалізації травлення, і антибіотики, і гормональні контрацептиви, і багато іншого.

Мінус таблеток і капсул в тому, що діючі речовини в них піддаються атаці з боку відразу декількох органів травної системи. Наприклад, в шлунку розкладаються білки, тому білковий гормон інсулін в пігулках практично не потрібен: він не встигає дійти до мети. Крім того, велика частина речовин, які всмокталися стінками кишечника, з кровотоком потрапляють в печінку. Робота цього органу полягає в тому, щоб нейтралізувати чужорідні речовини, в число яких входять діючі компоненти таблеток. Таким чином, до мети часто доходить лише невеликий відсоток цілющих молекул, так і відбувається це не дуже швидко, так як таблетці ще потрібно розчинитися і пройти випробування шлунком, кишечником і печінкою.

Питання: Чи може таблетка почати діяти вже через 15 хвилин після її прийому?

Відповідь: В принципі, так. Особливо якщо це таблетка для розсмоктування під мовою (сублінгвальна). Саме в цій частині ротової порожнини особливо багато кровоносних судин. Тому ліки, яке тримають під язиком, потрапляє відразу в кровотік і розноситься по ньому. Завдяки особливостям кровоносної системи людини ліки, введені сублінгвально, минають печінку, а значить, не розпадаються в ній і поширюються по організму швидше. Це за умови, що молекули діючої речовини невеликі - як в амінокислоті гліцин або тринітрат гліцерину, що застосовується проти нападів стенокардії. Ще одна вимога до діючих речовин сублінгвальних ліків: вони повинні добре розчинятися в слині.

Вдихайте - видихайте

Коли потрібно подіяти на дихальні шляхи, найрозумніше використовувати аерозолі. Їх можна вводити через ніс (інтраназально) або через рот (інгаляцій). Для цього потрібно вставити мундштук балончика в рот або в ніздрю, вдихнути і одночасно натиснути на "кнопку" на балончику, яка викличе його викид. Натискати її на видиху не так ефективно.

В основному препарати, що вводяться інтраназально, діють на бронхи і на альвеоли легенів. Препарати для бронхів часто розріджують слизовий секрет, який там знаходиться, і використовуються проти астми та інших захворювань дихальної системи. А альвеоли (дихальні бульбашки) обплетені густою мережею з капілярів, за якими діюча речовина швидко транспортується до всіх тканин і органів. На цьому заснована робота препаратів для інгаляційного наркозу.

Аерозолі можна дозувати, змінюючи тривалість натискання на головку балончика або роблячи різну кількість вдихів і видихів під час прийняття препарату. Крім того, є спосіб контролювати, на яку глибину дихальних шляхів опуститься ліки. Вона залежить від розміру частинок аерозолю. Чим вони більші, тим швидше вони осідають на стінках дихальних шляхів. Тому до альвеол доходять тільки найдрібніші частинки аерозолю діаметром до однієї мільйонної частки метра. Частинки в сто разів більше осідають вже в носоглотці. Розмір частинок залежить від пристрою балончика для інгаляцій.

Треба сказати, що дихальні шляхи досить сильно заважають ліків дійти до потрібної мети. Клітини епітелію бронхів покриті віями і спеціальної слизом і призначені для того, щоб видаляти пил і інші сторонні об'єкти, не давати потрапити їм в легені. Вії, в які "одягнений" епітелій бронхів, узгоджено рухаються в тому ж напрямку, що і повітря, що видихається. Таким чином, вони піднімають до 90 відсотків всіх частинок аерозолю наверх, до того місця, де "дихальне горло" перетинається з горлом. У підсумку цей аерозоль мимоволі проковтується і виявляється в травному тракті. Тому бажано, щоб його діюча речовина взагалі не всмоктувалось в кишечнику.

Інтраназально вводять такі препарати, як вакцини проти грипу, паралічу Белла, інтерферони, антигістамінні препарати, деякі ноотропи і знеболюючі. Психологи в своїх дослідженнях нерідко дають піддослідним спрей з гормоном окситоцином, щоб вплинути на їх настрій. Але спочатку ця речовина використовували (та й продовжують використовувати) для полегшення сутичок при пологах, і в такому випадку його, звичайно, вводять за допомогою шприца і зовсім не в ніс.

Питання: Навіщо потрібні інгаляції, якщо більша частина речовини все одно потрапить в кишечник?

Відповідь: Інгаляція все одно дозволяє створити найбільшу концентрацію ліків в дихальних шляхах, а саме в бронхах. Крім того, речовини, які потрапляють в кров через легені, минають печінку - орган, призначений для руйнування чужорідних субстанцій. Таким чином, вони краще зберігаються, ніж ліки, які ковтають.

Обмазатися і одужати

Шкіра, як відомо, найбільший за площею орган людського тіла. Оскільки цей орган може пропускати через себе деякі речовини, його можна використовувати як місце введення ліків. Дерматологічні засоби включають в себе масла, присипки, пасти, лосьйони, емульсії, мазі, креми, гідрогелю та настоянки. Вони відрізняються один від одного розміром частинок діючої речовини і консистенцією.

Шкіра пропускає через себе не всі речовини, а лише ті, що за будовою схожі на жири і не розчиняються у воді. Водорозчинні речовини погано проходять через шкіру. Тому ідеальний варіант засобу, що наноситься на шкіру, - це частинки жиророзчинного речовини, які плавають у водорозчинній основі, як бульбашки жиру в бульйоні. Такі ліки одночасно дозволяє дихати шкірі і забезпечує добре всмоктування діючих компонентів.

Найгірше, якщо водорозчинний діючий компонент буде перебувати в водорозчинній основі. Такі ліки майже не буде всмоктуватися в шкіру, проте його швидке випаровування забезпечить ефект охолодження. Але можна використовувати жирну мазь, в складі якої будуть водорозчинні частинки. Такий засіб теж не проникне під шкіру, зате і не буде випаровуватися і послужить чимось на зразок живої пов'язки: дасть зігріваючий ефект, так як піт не буде виводитися, і дозволить створити "подушку" з підвищеним вмістом потрібного речовини. Тільки ця речовина, звичайно, треба буде попередньо нанести на шкіру.

Треба врахувати, що глибина проникнення будь-яких дерматологічних засобів не дуже велика і рідко досягає навіть сантиметри, тому вони годяться тільки для місцевого застосування. На внутрішні органи дерматологічні засоби при всьому бажанні не подіють. Те ж стосується і трансдермальних пластирів - тканинної-клейових "латочок", на які наноситься діюча речовина. Проте деяка частина ліки все-таки може всмоктатися в капіляри шкіри. Одне з таких речовин - нікотин. Нікотинові пластирі забезпечують слабкий, але постійний приплив цього алкалоїду в кров. Цим вони відрізняються від сигарет, які забезпечують потужний викид нікотину в судини.

Питання: Чому на багатьох мазі та інших засобах пишуть "Тільки для зовнішнього застосування"?

Відповідь: Швидше за все, наповнювачі таких мазей будуть дратувати слизові, що не переваряться в шлунку і кишечнику, а діючу речовину може сильно завантажити печінку. Крім того, може виявитися, що ліки, потрапивши в кровотік через кишечник, досягне більшої концентрації, ніж коли його втирають через шкіру, і трапиться передозування. Нарешті, більшість мазей і кремів просто неприємні на смак.

Я уколів не боюся

Один з найнеприємніших способів введення ліків - ін'єкція. На щастя для примхливих хворих, уколи беруться робити не все, а лише ті, хто вміє поводитися зі шприцами. Ін'єкції можна здійснювати на різну глибину: під шкіру, в м'яз або всередину вени. Всі ці способи хороші тим, що ліки при них потрапляють в кров, минаючи руйнівну печінку. Таким чином, діюча речовина використовується по максимуму і розходиться по тілу з найбільшою швидкістю. Швидше за все речовина доставляється при внутрішньовенному введенні, повільніше - при внутрішньом'язовому і ще повільніше - при підшкірному.

Крім ін'єкцій є й інші неприємні шляху введення ліків. Один з них - через пряму кишку (ректальний). Його використовують не тому, що хочуть принизити хворого, а тому, що слизова оболонка прямої кишки щільно обплетена кровоносними судинами, які знову ж таки рознесуть діюча речовина по організму в обхід печінки.

Ще один потенційно неприємний спосіб введення препаратів - помпи. Втім, неприємно тільки на перших етапах. У потрібну частину організму (наприклад, під шкіру) встановлюється мініатюрний насос, який з певною періодичністю "вистрілює" дозу діючої речовини через широку голку - канюлю. Періодичність можна задати програмно, а складові деталі насоса потрібно регулярно міняти. Зате він забезпечує швидку зміну рівня ліки в організмі. Це може бути корисно діабетикам, особливо після їжі, і позбавляє від необхідності постійно шукати нове місце для уколу. Власне, одна з найпоширеніших помп - інсулінова.

пробиваємо бар'єри

Організм людини досить надійно захищений шкірою та слизовими оболонками від зовнішніх вторгнень. Проте в тілі є окремі органи, які потрібно додатково убезпечити. Це, наприклад, мозок. Між кров'ю, що омиває його, і їм самим є бар'єр з відповідною назвою - гематоенцефалічний.

Гематоенцефалічний бар'єр (ГЕБ) утворений особливими клітинами нейроглії , Що обплітають стінки капілярів. Він захищає мозок від клітин імунної системи, багатьох вірусів і бактерій, а також великих молекул на зразок білків. До речі, ряд нейромедіаторів теж майже не проходить через цей бар'єр. Тому, наприклад, є серотонін або дофамін в надії розвеселитися або отримати задоволення теж марно: вони все одно не дійдуть до мети.

Є кілька способів обійти гематоенцефалічний бар'єр. Один з них - вводити в якості ліків не саме діюча речовина, а його попередник, з якого в ході однієї або декількох хімічних реакцій виходить потрібний препарат. Так роблять з L-ДОФА. Це речовина, яка проникає через гематоенцефалічний бар'єр і служить попередником дофаміну - борця з хворобою Паркінсона і деякими іншими неврологічними недугами.

Є й інший, в деякому сенсі більш травматичний, варіант - фізично пробити гематоенцефалічний бар'єр. При цьому потрібно не пошкодити нервові клітини, які необхідно вилікувати. Це досить складне завдання, так що широко застосовуються в клініці способів деформації гематоенцефалічний бар'єр поки немає.

Один з перспективних способів обійти гематоенцефалічний бар'єр - спрямований ультразвук високої інтенсивності. Суть його в тому, що багато ультразвукових хвиль направляють в якусь певну точку органу і фокусують на ньому. Правильність "наведення на ціль" перевіряють за допомогою магнітно-резонансної томографії (МРТ). Скрізь, крім однієї точки, ультразвук не має помітного впливу, але в місці фокусування пучка він надає механічне або тепловий вплив. Тобто стосовно гематоенцефалічний бар'єр можна сказати, що сфокусований ультразвук здатний зробити в ньому дірку. А вже через цю дірку в мозок можна направити потрібні ліки.

Плюс спрямованого ультразвуку високої інтенсивності в тому, що для процедур з його участю не потрібно розкривати черепну коробку і досить однієї ін'єкції препарату в кров поруч з гематоенцефалічний бар'єр. Вплив можна повторювати досить часто, а за рахунок того, що хвилі ультразвуку фокусуються в одній точці, можна бути впевненим, що ліки проникне туди, куди потрібно.

11 липня 2016 року Управління з контролю за продуктами харчування і лікарськими засобами США (FDA) визнало спрямований ультразвук високої інтенсивності безпечним для лікування тремору при хворобі Паркінсона. Правда, в даному випадку ультразвук руйнує не гематоенцефалічний бар'єр, а ділянки мозку, що викликають безконтрольне тремтіння кінцівок у хворого.

наночастки

Проти гематоенцефалічного бар'єру також намагаються використовувати наночастинки, вкриті жиророзчинними оболонками. Так сподіваються "обдурити" мембрани гліальних клітин, що стоять на сторожі гематоенцефалічний бар'єр. Однак експерименти вели поки тільки на лабораторних тваринах.

З наночастінкамі проти раку справа идет краще. Смороду існують, за Деяк з них ведуть КЛІНІЧНІ випробування (В основному це відбувається в США), а деякі Вже схвалені американським Управлінням з контролю за продуктами харчування і лікарськими засобами в якості методу лікування раку. Діючі речовини містяться в частинки діаметром 10-100 мільярдних часток метра з оболонкою з полімерів, жиророзчинних речовин, білків або навіть заліза і золота. Вони використовують деякі властивості ракових тканин і завдяки їм накопичуються саме в області пухлин, де вивільняють ліки. Чинними речовинами в них можуть бути антитіла, які прагнуть посісти ракові клітини, або препарати для хіміотерапії, які самостійно наносять перенародженим клітинам шкоди. Так що наночастинки - це зараз не просто модне слово, а засіб лікування з доведеною ефективністю.

Взагалі, вчені всерйоз зацікавилися наночастинками, так як вони помітно відрізняються за властивостями від більш великих об'єктів. У наночастинок дуже велика площа поверхні по відношенню до обсягу, тому вони можуть збирати на собі величезну кількість речовин. До того ж вони легше перемішуються з оточуючими рідинами (дифундують в них).

Що ще важливо, нерідко наночастинки володіють більш сильними магнітними властивостями, ніж той же речовина, представлене у вигляді шматків більшого розміру. Таким чином, наночастинки з оболонкою з металів з магнітними властивостями можна направляти в певне місце в організмі, а після того як робота буде зроблена, виводити їх звідти за допомогою магніту. так запропонували боротися з сепсисом вчені з Гарвардського університету в 2013 році. Однак поки їх винахід не дійшло до клінічних випробувань.

При сепсисі бактерії потрапляють в кровотік і швидко розносяться по всьому організму, після чого знищити їх антибіотиками майже неможливо: занадто великі потрібні дози, щоб "добити" усюди. Септичний ураження в половині випадків закінчується смертю, а третина тих, що вижили залишається інвалідами на все життя. Однак дослідження за допомогою мініатюрного пристрою, що пропускає потік "зараженої" мікроорганізмами рідини через магнітне поле, показали, що теоретично кров реально очистити від бактерій. Мікроорганізми прикріплюються до наночасток і примагничивается до джерела поля, залишаючи кров.

Матеріали по темі:

Прокачай свій мозок: які препарати допоможуть поліпшити мислення і пам'ять

Пивна наука: як хіміки і генетики роблять вечір п'ятниці приємним