Механизмы почечной экскреции
Почки — главный орган элиминации. Процесс очищения крови складывается из трех физиологических механизмов:
- Клубочковая фильтрация (filtratio glomerularis). Протекает в почечных клубочках благодаря гидростатическому давлению крови. Эндотелий капилляров и подоциты образуют селективный барьер, не пропускающий молекулы с отрицательным зарядом или диаметром более 8 нм. Важный нюанс: препараты, связанные с крупными белками плазмы (альбуминами), барьер не проходят, и их экскреция замедляется.
- Активная канальцевая секреция (secretio activa). Происходит в проксимальных канальцах против градиента концентрации с затратой АТФ. Здесь функционируют системы транспорта для органических кислот (пенициллины, фуросемид) и оснований (морфин). В отличие от клубочкового фильтра, этот механизм способен удалять вещества, прочно связанные с белками плазмы: по мере выведения свободной фракции в просвет канальца равновесие смещается, и белковые комплексы диссоциируют. Транспортеры имеют ограниченную емкость, поэтому препараты могут конкурировать за них.
- Канальцевая реабсорбция (reabsorptio tubularis). Обратное пассивное всасывание в дистальных канальцах. Липофильные (неполярные) молекулы легко диффундируют обратно в кровь, а гидрофильные (ионизированные) — не могут преодолеть мембрану и выводятся с мочой.
Влияние рН мочи и «ионная ловушка»
Степень ионизации слабых кислот и оснований напрямую зависит от кислотности среды. Если вещество переходит в ионизированную форму, оно становится гидрофильным, перестает реабсорбироваться и экскретируется.
Этот принцип применяют в клинической практике для форсирования диуреза при интоксикациях:
- Слабые кислоты (барбитураты, ацетилсалициловая кислота) плохо вытягиваются в кислой среде. Чтобы ускорить их выведение, мочу ощелачивают (повышают pH), вводя внутривенно натрия гидрокарбонат.
- Слабые основания (алкалоиды, такие как хинин или никотин) задерживаются в организме при щелочной реакции. Для их скорейшей элиминации мочу искусственно подкисляют хлоридом аммония.
Гепатобилиарный транспорт и энтерогепатическая циркуляция
Печень выводит ЛВ через сложную систему транспортеров. Гепатоцит захватывает молекулы из синусоидов, а затем, с помощью АТФ-зависимых белков (например, Р-гликопротеина), перекачивает их через каналикулярную мембрану в желчь.
Попав с желчью в просвет кишечника, препарат может вступить в кишечно-печеночную циркуляцию (circulatio enterohepatica). Если в печени препарат образовал конъюгат с глюкуроновой кислотой, то в кишечнике эта связь может гидролизоваться. Высвободившееся активное липофильное вещество вновь всасывается через кишечную стенку в систему воротной вены (vena portae) и возвращается в печень. Такой циклический процесс значительно пролонгирует терапевтическое действие препаратов (характерно для морфина, этинилэстрадиола, хлорамфеникола).
Препараты, которые практически не всасываются из ЖКТ (неомицин, ванкомицин, нистатин), транзитом проходят кишечник и выделяются с калом, что используется для местного лечения в просвете кишки.
Выведение легкими и железами
- Легкие (excretio per pulmones): элиминируют летучие жидкости и газы. Выведение паров этанола прямо коррелирует с его плазменной концентрацией, на чем основан принцип алкотестеров.
- Слюнные железы: выделяют преимущественно липофильные вещества путем пассивной диффузии. Содержание некоторых веществ (парацетамол, соли лития) в слюне может быть выше, чем в плазме (феномен концентрирования). Из-за прямой связи с плазменной концентрацией слюна часто используется для терапевтического мониторинга.
- Молочные железы: процесс идет в период лактации. Поскольку грудное молоко имеет более низкий pH (около 6,5), чем плазма крови (7,4), в нем, по принципу «ионной ловушки», активно скапливаются слабые основания (бензодиазепины, никотин). Липофильные препараты также активно проникают в молоко за счет жировой фракции, что создает риск аллергических и токсических реакций у младенца (абсолютно противопоказаны цитостатики, изониазид).
Чтобы запомнить, как ускорить выведение при отравлениях, используйте правило противоположностей: слабые кислоты активно выводятся щелочью, а слабые основания — кислотой. Главное — перевести вещество в ионизированную форму.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему вещества, связанные с белками плазмы, не фильтруются в почечных клубочках?
Фильтрационный барьер в почках не пропускает крупные молекулы диаметром более 8 нм и соединения с отрицательным зарядом. Поскольку альбумины крупные и отрицательно заряженные, комплексы «лекарство-белок» остаются в кровотоке.
Как вывести препарат, если он почти полностью связан с белками плазмы?
Такие препараты выводятся путем активной канальцевой секреции. При переносе свободной фракции в первичную мочу равновесие в плазме нарушается, и препарат начинает диссоциировать от белка, становясь доступным для экскреции.
Зачем при терапии пенициллином иногда применяют пробенецид?
Оба вещества секретируются в проксимальных канальцах через одни и те же транспортеры органических кислот. Пробенецид конкурирует за переносчик, тем самым замедляя выведение пенициллина и продлевая его действие.
Что ещё разобрать по теме
- Клиническая значимость генетического полиморфизма транспортеров печени (на примере OATP1B1 и статинов).
- Особенности строения и локализации SLC- и ABC-транспортеров в эпителиоцитах канальцев.
- Феномен рециркуляции препаратов при экскреции экзокринными железами ЖКТ.
- Влияние степени связывания с белками плазмы на проникновение препаратов в грудное молоко.
Разберите тему целиком в курсе «Фармакология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Экскреция лекарственных веществ» и ещё 5 262 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Общие вопросы фармакологии»
Бесплатные видеоуроки: фармакологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.