Всасывание лекарственных веществ определение

Всасывание

, PharmD, MAS, BCPS-ID, FIDSA, FCCP, FCSHP, Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, University of California San Diego

Всасывание препарата определяется его физико-химическими свойствами, лекарственной формой и способом введения. Различные лекарственные формы (таблетки, капсулы, растворы), содержащие препарат и вспомогательные ингредиенты, предназначены для разных путей введения (например, перорального, трансбуккального, подъязычного, ректального, парентерального, местного, ингаляционного). Независимо от пути введения, препарат должен находиться в растворенном состоянии для того, чтобы стало возможным всасывание. Поэтому твердые лекарственные формы (например, таблетки) должны иметь способность расщепляться после перорального приема.

Как правило, до попадания в системный кровоток препарат проходит через несколько полупроницаемых клеточных мембран (исключением является внутривенный путь введения). Клеточные мембраны являются биологическими барьерами, которые избирательно тормозят прохождение молекул лекарственного вещества. Основой структуры биологических мембран является липидный бислой, который и определяет их полупроницаемость. Лекарственные средства могут проникать через клеточные мембраны следующими способами:

Облегченная пассивная диффузия

Иногда различные глобулярные белки, расположенные в мембране, выступают в роли рецепторов, помогая транспортировать молекулы через мембраны.

Пассивная диффузия

Лекарственные средства диффундируют через клеточную мембрану из области с высокой концентрацией (например, просвет желудочно-кишечного тракта) в область с низкой концентрацией (например, кровь). Скорость диффузии прямо пропорциональна градиенту концентрации, но также зависит от растворимости молекулы в липидах, ее размера, степени ионизации и площади поверхности всасывания. Поскольку клеточная мембрана состоит из липидов, жирорастворимые вещества диффундируют более быстро. Малые молекулы способны проникать через мембраны быстрее, чем большие.

Большинство лекарственных средств являются слабыми органическими кислотами или основаниями, существующими в водной среде в неионизированной и ионизированной формах. Вещества, находящиеся в неионизированной форме, обычно жирорастворимы (липофильны) и легко диффундируют через клеточные мембраны. Напротив, ионизированные вещества имеют низкую растворимость в жирах (но высокую растворимость в воде, т.е. гидрофильность) и высокое электрическое сопротивление, что мешает им легко проходить через клеточные мембраны.

Доля присутствующей неионизованной формы (и, следовательно, способность препарата проникать через мембрану) определяется показателями рН среды и р К_a (константа кислотной диссоциации) препарата. р К_a – это значение рН, при котором концентрации ионизированных и неионизованных форм равны. Когда рН ниже p K_a преобладает неионизированная форма слабой кислоты, но ионизированная форма – в случае слабого основания. Поэтому в плазме крови (рН 7,4) соотношение неионизированной и ионизированной форм для слабого основания (например, имеющего p K_a 4,4) составляет 1:1 000; в содержимом желудка (рН 1,4) данное соотношение обратно (1 000:1). Следовательно, когда слабая кислота назначается перорально, большая часть ее в желудке не ионизирована, что облегчает диффузию через слизистую желудка. Для слабого основания с p K_a 4,4 результат будет обратным – большая часть препарата в желудке находится в ионизированном состоянии.

Теоретически слабые кислоты (например, аспирин) абсорбируются из кислой среды (желудка) легче, чем слабые основания (например, хинидин). Однако независимо от того, является ли препарат кислотой или основанием, в большинстве случаев абсорбция происходит в тонком кишечнике, поскольку площадь поверхности его больше, а мембраны более проницаемы ( Пероральный путь введения Пероральный путь введения Всасывание препарата определяется его физико-химическими свойствами, лекарственной формой и способом введения. Различные лекарственные формы (таблетки, капсулы, растворы), содержащие препарат. Прочитайте дополнительные сведения ).

Облегченная пассивная диффузия

Некоторые молекулы, характеризующиеся низкой растворимостью в жирах (например, глюкоза), проходят через мембраны быстрее, чем можно предположить. Согласно одной из теорий, причиной этого является облегченная пассивная диффузия: молекула-переносчик в мембране обратимо связывается с молекулой-субстратом с наружной поверхности клеточной мембраны, после чего комплекс «субстрат-носитель» быстро диффундирует через мембрану, высвобождая субстрат у внутренней ее поверхности. В таких случаях через мембрану транспортируются только субстраты с относительно специфичной молекулярной конфигурацией, а концентрация переносчика является фактором, ограничивающим скорость процесса. Облегченная диффузия не связана с транспортом против градиента концентрации и потому не требует затрат энергии.

Активный транспорт

Активный транспорт является избирательным, требует затрат энергии и может включать перенос веществ против градиента концентрации. Активный транспорт характерен для препаратов, структурно схожих с эндогенными веществами (ионами, витаминами, углеводами, аминокислотами). Эти препараты обычно абсорбируются в определенных участках тонкого кишечника.

Пиноцитоз

При пиноцитозе жидкость или частицы поглощаются клеткой. Клеточная мембрана при этом инвагинируется, захватывая жидкость или частицы, затем снова смыкается, образуя пузырек, который после этого отрывается и движется внутрь клетки. Данный процесс требует энергетических затрат. Пиноцитоз, вероятно, играет незначительную роль в транспорте лекарственных средств, за исключением транспорта белковых препаратов.

Пероральный путь введения

Всасывание лекарственного препарата, принятого внутрь, возможно только в случае его устойчивости к воздействию низкого pH и многочисленных секретов желудочно-кишечного тракта, включая ферменты, потенциально способные разрушить ЛС. Пептидные препараты (например, инсулин) легко расщепляются в желудочно-кишечном тракте и поэтому не назначаются внутрь. Всасывание пероральных препаратов предполагает транспорт их через мембраны эпителиальных клеток в желудочно-кишечном тракте. На абсорбцию оказывают влияние:

Различия в рН в просвете желудочно-кишечного тракта

Соотношение площади поверхности и объема просвета

Наличие желчи и слизи

Природа эпителиальных мембран

Однако времени контакта с ней обычно недостаточно для достижения значимой абсорбции. Слизистая оболочка полости рта характеризуется тонким эпителием и обильной васкуляризацией, что должно, на первый взгляд, способствовать всасыванию. В то же время препарат, помещенный в пространство между десной и щекой (при трансбуккальном приеме) или под язык (при сублингвальном приеме), остается в полости рта дольше, что способствует повышению всасывания.

Желудок обладает относительно большой по площади эпителиальной поверхностью, но толщина его слизистой оболочки и малое время нахождения в нем препарата ограничивают всасывание. Так как абсорбция преимущественно происходит в тонком кишечнике, скорость опорожнения желудка зачастую также является фактором, ограничивающим скорость всасывания. Пища, особенно жирная, замедляет опорожнение желудка (и скорость всасывания препарата); этим объясняется, почему прием препарата натощак ускоряет абсорбцию. Препараты, изменяющие скорость опорожнения желудка (например, парасимпатолитические средства), могут также влиять на скорость всасывания других лекарственных средств. Пища может усиливать абсорбцию малорастворимых препаратов (например, гризеофульвина), снижать ее для препаратов, разрущающихся в желудке (например, бензилпенициллина), оказывать минимальный эффект на всасывание или не оказывать его вообще.

Тонкий кишечник имеет самую большую площадь поверхности для всасывания лекарственного средства в желудочно-кишечном тракте, а его мембраны более проницаемы, чем в желудке. Поэтому большинство препаратов всасываются преимущественно в тонком кишечнике, а кислоты, несмотря на их способность как неионизированных веществ легко проходить через мембраны, абсорбируются быстрее в кишечнике, чем в желудке. Значение рН в просвете двенадцатиперстной кишки составляет 4–5, но по мере продвижения в дистальном направлении постепенно увеличивается, достигая 8 в нижнем отделе подвздошной кишки. Микрофлора ЖКТ также может уменьшать всасывание. Падение интенсивности кровоснабжения (например, при шоке) приводит к снижению градиента концентрации препарата по обе стороны слизистой оболочки кишечника и вследствие этого уменьшает абсорбцию, происходящую путем пассивной диффузии.

Время транзита через кишечник также может влиять на всасывание лекарственных средств, особенно абсорбирующихся путем активного транспорта (например, витаминов группы В), медленно растворяющихся (например, гризеофульвина) или являющихся полярными веществами (т. е. имеющих низкую липофильность; например, многих антибиотиков).

Для повышения приверженности лечению лечащим врачам следует назначать пероральные суспензии и жевательные таблетки детям до 8 лет. Взрослым и пациентам подросткового возраста большинство препаратов выписываются в виде таблеток или капсул, прежде всего из соображений удобства, экономичности, стабильности и приемлемости для пациента. Так как твердые лекарственные формы должны раствориться перед абсорбцией, скорость растворения определяет доступность препарата для абсорбции. Растворение становится скорость-лимитирующим этапом всасывания, если происходит более медленно, чем абсорбция. Изменение состава лекарственной формы (например, включение активного вещества в виде соли, кристаллов или гидрата) может изменить скорость растворения и, таким образом, контролировать общую абсорбцию.

Парентеральный путь введения

Препараты, вводимые внутривенно, поступают непосредственно в системный кровоток. Однако при внутримышечном или подкожном введении препарат должен пройти через одну или несколько мембран, прежде чем попасть в кровоток. Если белковые препараты с молекулярной массой более 20000 дальтон вводятся внутримышечно или подкожно, их продвижение через капиллярные мембраны происходит настолько медленно, что всасывание в основном осуществляется через лимфатическую систему. В таких случаях достижение препаратом системного кровотока происходит медленно и зачастую не полностью ввиду метаболизма первого прохождения (т.е. метаболизма до попадания в системный кровоток) протеолитическими ферментами в лимфатических путях.

Перфузия (соотношение объема кровотока на грамм ткани) влияет на капиллярную абсорбцию малых молекул, введенных внутримышечно или подкожно. Таким образом, место инъекции также может влиять на скорость всасывания препарата. Всасывание после в/м или подкожной инъекции может быть замедленным или непредсказуемым для препаратов, являющихся солями плохо растворимых оснований и кислот (например, парентеральной формы фенитоина), а также у пациентов с плохой периферической перфузией (например, во время гипотонии или шока).

Лекарственные формы с контролируемым высвобождением

Лекарственные формы с контролируемым высвобождением предназначены для уменьшения частоты приема лекарств с коротким периодом полувыведения и продолжительностью действия. Эти формы также ограничивают колебания концентрации препарата в плазме крови, обеспечивая более стабильное терапевтическое действие и минимизируя побочные эффекты. Скорость абсорбции замедляется путем покрытия гранул препарата воском или другим нерастворимым в воде веществом (в результате высвобождение активного вещества во время прохождения через желудочно-кишечный тракт замедляется) либо путем образования комплексов лекарственного средства с ионо-обменными смолами. Большая часть всасывания препарата из этих форм происходит в толстом кишечнике. В то же время разжевывание или иное повреждение оболочки такого препарата зачастую может представлять опасность.

Трансдермальные лекарственные формы с контролируемым высвобождением предназначены для высвобождения в течение длительного периода времени, иногда – в течение нескольких дней. Трансдермальные препараты должны иметь подходящие характеристики проникновения через кожу и высокую эффективность, поскольку скорость проникновения и область наложения являются ограниченными.

Многие лекарственные парентеральные формы (не внутривенный путь введения) предназначены для поддержания концентрации лекарственного средства в плазме. Всасывание противомикробных препаратов может быть увеличено путем внутримышечного введения их относительно нерастворимой солевой формы (например, бензатина пенициллин G). Для замедления всасывания других препаратов создаются суспензии или растворы, помещенные в безводный наполнитель (например, кристаллические суспензии инсулина).

Источник

Библиотека

С.Т. Метельский
( доктор биологических наук, главный научный сотрудник ГУ НИИ Общей патологии и патофизиологии РАМН; контактная информация для переписки — S.T.Metelsky@gmail.com ; Москва, 125315, Балтийская 8.

Ключевые слова:
Всасывание, ионы, натрий, нутриенты, жиры, витамины, вода, желудочно­кишечный тракт, простая диффузия, облегченная диффузия, осмос, фильтрация, околоклеточный транспорт, активный транспорт, сопряженный транспорт, вторично­энергизованный транспорт, спектр всасывания, эндоцитоз, трансцитоз, Р­гликопротеин.

Механизмы всасывания нутриентов

Активный, или вторично-­энергизованный, сопряженный с натрием транспорт водорастворимых веществ в живых организмах широко распространен. Это наиболее высокоспецифичный и наиболее быстрый процесс транспорта нутриентов и других соединений через щеточную кайму энтероцитов; его скорость зависит от концентрации переносимого нутриента с насыщением. Источником энергии для него является электрохимический градиент Na + (или других тонов) через щеточную кайму клетки. Натрий-зависимым образом транспортируются многие нутриенты – большой класс разнородных веществ, поступающих в живые организмы из внешней среды, в частности, глюкоза.
Механизмы или модели сопряженного транспорта натрия и нутриентов (сахара, аминокислоты) представлены на рис. 1 и 2 на примере транспортера SGLT1 для глюкозы. Модель общего переносчика для натрия и глюкозы (см. рис. 1, слева) следует признать маловероятной. Появление многочисленных моделей сопряжения транспорта натрия и нутриентов такого типа было обусловлено убедительной демонстрацией механизма действия антибиотика валиномицина на бислойных липидных мембранах. При этом валиномицин, способный передвигаться внутри мембраны, действовал в роли переносчика или челнока между двумя сторонами бислоя, переносившего через мембрану ионы калия в обоих направлениях. За все время исследования молекулярных механизмов сопряженного всасывания не было обнаружено ни одного переносчика для нутриентов типа валиномицина.
Модель общего канала для натрия и глюкозы (см. рис. 1, справа) позволяет объяснить практически все особенности сопряженного транспорта веществ, однако и она имеет свои недостатки. В частности, трудно себе представить общий канал, обладающий одновременной высокой селективностью для натрия и высоким сродством для глюкозы – эти требования, по-видимому, противоречат друг другу.
В связи с этим более адекватной представляется модель Na + -глюкозного транспортера (см. рис. 2). Она характеризуется наличием двух параллельных взаимодействующих путей (каналов) – один для натрия и один для глюкозы и поверхностного воротного белка, связывающего глюкозу на входе в транспортную систему. Транспортный цикл этой модели отличается следующими состояниями: 1) исходно глюкозный и натриевый каналы не активны; 2) при связывании глюкозы с аллостерическим центром на воротном устройстве натриевый канал активируется, а стадия напоминает контроль натриевой проницаемости ацетилхолином, и натрий движется из экстра- в интрацеллюлярную жидкость; 3) на определенном этапе движения натрия по каналу происходит аллостерическая активация глюкозного канала; 4) через активированный глюкозный канал транспортируется молекула глюкозы, первоначально фиксированная на воротном устройстве; 5) освобождение последнего сопровождается дезактивацией натриевого канала. Реактивация натриевого канала осуществляется при связывании с аллостерическим центром следующей молекулы глюкозы. Из указанной модели вытекает, что скорость транспорта глюкозы и натрия в определенном диапазоне зависит от концентрации натрия в мукозном растворе.
Транспортеры для различных аминокислот хорошо охарактеризованы, установлены гены, отвечающие за их синтез. Приведем несколько примеров. Так, для транспорта нейтральных аминокислот через мембрану щеточной каймы кишечника существуют две Na + -зависимые системы – система АТB(0) и система B(0,+) и одна Na + -независимая система – АТВ(0,+). Большей частью всасывание нейтральных аминокислот можно объяснить функционированием системы АТВ(0). Система транспорта аминокислот, обозначаемая как АТВ(0), или ASCT2, по своим функциональным характеристикам близка системе В(0).
Для всасывания аминокислоты глутамина в энтероцитах ворсинок и крипт существует не только Na + -независимая система L, но и две Na + -зависимые системы – ASC и дополнительная высокоспецифическая система. По-видимому, в кишечнике имеется еще одна Na + -зависимая транспортная система для анионных аминокислот. Однако ввиду того, что глутаминовая и аспарагиновая кислоты в кишке быстро трансаминируются, изучение транспорта этого класса аминокислот крайне затруднено.
Итак, клетки слизистой оболочки обладают чрезвычайно сложной для классификации системой для активного Na + -зависимого транспорта аминокислот. Эта система обладает органной и видовой специфичностью. Характерной чертой транспорта аминокислот в энтероците является высокая степень дублирования системы, что, по-видимому, повышает надежность ее функционирования и адаптируемость к различным пищевым рационам. Например, глицин как нейтральная аминокислота может поступать в энтероциты с помощью переносчиков трех типов и в то же время разделять соответствующий механизм для транспорта аминокислот. Аналогичным является пример, когда L-аланин всасывается Na + -зависимым образом с помощью двух систем – A и ASC.
Транспорт других соединений. Неор­га­нический фосфат через мембрану щеточной каймы человека активно всасывается с помощью специального Na + /фосфатного котранспортера (тип IIb). Для этого транспортера обнаружен специфический ингибитор – фосфофлоретин. Флавоноидные глюкозиды всасываются в тонкой кишке Na + -зависимым образом с помощью транспортера SGLT1, в этом процессе, очевидно, принимает участие лактазная флоридзин-гидролаза. Обнаружен также активный Na + -зависимый транспорт через мембрану щеточной каймы нуклеооснований (гипоксантин). Кроме того, показано, что Na + -зависимый транспортер для нуклеозидов выявляется на мембране щеточной каймы энтероцитов по всей длине тонкой кишки эмбрионов и взрослых особей.
Натрий-зависимый транспортер желчных кислот с молекулярной массой 48 кДа (SLC10A2 – ASBT) в подвздошной кишке человека играет решающую роль как в нормальных физиологических условиях, так и при патологии; специфическим ингибитором для него является аналог димеров желчных кислот S 0960. Стехиометрия транспорта натрий:желчная кислота равна 2:1. Циклоспорин А увеличивает реабсорбцию желчных кислот в кишечнике, снижает синтез холата. Участие везикулярного транспорта в трансклеточном переносе желчных кислот считается маловероятным.
Вдоль ворсинок энтероцитов млекопитающих и птиц экспрессированы транспортеры креатина (азотсодержащая органическая кислота, входящая в состав фосфокреатина – запасного энергетического вещества в клетках мышц и мозга), осуществляющиевысокоспецифическое Na + — и Cl – -зависимое поглощение креатина через апикальную мембрану. Некоторые нуклеозиды (тимидин, гуанозин) в присутствии трансмембранного градиента натрия способны транспортироваться против своего концентрационного градиента. С помощью Na + -зависимого транспортера нуклеозидов N1 в кишечнике человека всасывается рибавирин (аналог гуанозина, обладающий широким спектром активности).
Механизмы, контролирующие скорости и пути всасывания небольших соединений, все еще остаются неясными. Так, эффективная кишечная проницаемость для воды и мочевины в несколько раз выше, чем можно предсказать исходя из их физико-химических свойств.

Начальные стадии усвоения жиров

Липидный состав пищи человека – триглицериды, фосфолипиды, свободные и этерифицированные стерины. Подготовительная стадия утилизации жиров – образование мицелл. Анатомическая основа данной стадии – общий желчный проток, расположенный в двенадцатиперстной кишке выше протока поджелудочной железы (рис. 3).
Соли желчных кислот обладают способностью к самоагрегации и формируют макромолекулярные структуры, называемые мицеллами. Их гидрофильная поверхность соприкасается с водным раствором, а гидрофобная область образует ядро. Размер мицелл ≈100 Å, часто они имеют сферическую или цилиндрическую форму и в отличие от везикул не содержат заполненной водой полости.
Переваривание жиров начинается в желудке под действием лингвальной липазы (ее вклад в суммарный процесс составляет не более 10%). В результате механических процессов (взбалтывания и перемешивания) жиры эмульгируются в желудке до мелких капель. Далее вследствие воздействия природных эмульгаторов – солей желчных кислот и фосфолипидов образуется мелкодисперсная эмульсия микрочастиц жира размером менее 1 мм.
Поджелудочная колипаза, функционирующая на поверхности появившейся жировой микрокапли, гидролизует эфирные связи в 1-й и 3-й позициях глицерина, в результате чего образуются свободные жирные кислоты и 2-моноглицерид. Кроме того, в процессе участвуют поджелудочные гидролаза эфиров холестерина и фосфолипаза А2. В итоге пищеварения указанных жиров образуются свободные жирные кислоты, глицерин, свободный холестерин и лизолецитин.
Жирные кислоты (длина цепи более 8 атомов углерода), 2-моноглицериды, фосфолипиды, холестерин и жирорастворимые витамины (A, D, E, K) всасываются в связанном с мицеллами солей желчных кислот виде (рис. 4). Всасывание в основном происходит в тощей и проксимальном отделе подвздошной кишки. Сначала мицеллы доставляют липиды к мембране щеточной каймы, где те пассивно или, возможно, по механизму эндоцитоза проникают в ткань. Затем соли желчных кислот абсорбируются слизистой оболочкой или по механизму пассивной диффузии (деконъюгированные соли), или активно с помощью Na + -зависимого транспорта – в дистальном отделе подвздошной кишки. Жирные кислоты с короткой цепью (менее 8 атомов углерода) преимущественно водорастворимы и всасываются по межклеточному пути.

Всасывание витаминов

Некоторые витамины могут всасываться за счет ионов, отличных от натрия. Так, для витамина В₁(тиамина) в кишечнике человека обнаружен рН-зависимый, блокируемый амилоридом, нейтральный переносчик. Для транспорта витамина С в тонкой кишке существуют две системы – аскорбиновая кислота транспортируется с помощью специальной системы, а дегидроаскорбиновая кислота переносится в основном глюкозным котранспортером.
Девять водорастворимых витаминов являются участниками различных ферментативных реакций. Все они, кроме витамина В₁₂, легко абсорбируются в пищеварительном тракте. Для всасывания витамина В₁₂ в задних отделах подвздошной кишки имеется собственный механизм. Существенной частью такого механизма является стадия, когда этот комплекс вначале связывается с внутренним фактором (intrinsic factor) – гликопротеином, образующимся в обкладочных клетках желудка, после чего с помощью рецепторного белка попадает в клетки, где, пройдя митохондрии, комплекс витамина В₁₂ с транскобаламином II поступает в кровь и почти сразу же поглощается печенью.
Жирорастворимые витамины усваиваются организмом вместе с продуктами расщепления липидов (см. рис. 4). Один из жирорастворимых витаминов – витамин К также образуется бактериями-резидентами, но всасывается в толстой кишке. Для всасывания витаминов существует несколько путей, в частности энергозависимое всасывание и Na + -зависимый механизм.

Транспорт воды

Считается, что локальное осмотическое давление в латеральных межклеточных пространствах возрастает за счет транспорта в него натрия (см. рис. 1 предыдущего материала). Вода из про­света кишки стремится выровнять возникший между просветом и межклеточным пространством градиент осмотического давления, при этом возникает поток воды через эпителий в направлении просвет – кровь. Однако в условиях клиники влияние всасывания нутриентов на движение воды через межклеточные контакты подвергается сомнению.
В тонкой кишке вода всасывается даже при отсутствии каких-либо внешних движущих сил. Установлено, что такое всасывание воды является вторичным по отношению к активному транспорту натрия и глюкозы – стехиометрия транспорта Nа + :глюкоза:Н₂О составляет 2:1:210 (рис. 5). Такой мощный механизм может обеспечить половину суточного количества всасывания воды из тонкой кишки. Этот механизм является недостающей физиологической основой для обоснования применения метода частичного купирования секреторной диареи (см. ниже). Натрий, вошедший в клетки вместе с глюкозой через мембрану щеточной каймы (транспортер SGLT1), выкачивается в кровь через базолатеральную мембрану 3Na + /2K + -насосом, а глюкоза через базолатеральную мембрану транспортируется в кровь за счет облегченной диффузии. В итоге через эпителиальный пласт проходят и глюкоза, и натрий, и вода.

Применение знания механизмов всасывания в клинике

Современный подход к тестированию биоптатов кишки на спектр Na + ­-зависимого транспорта нутриентов

В единичных случаях биоптаты залуковичного отдела тонкой кишки человека сразу без обработки формалином исследуются биохимическими методами; при этом исследуемый кусочек ткани слизистой оболочки рассматривается как аморфный катализаторбиохимических реакций. При таком подходе упускается из виду тот факт, что биоптат желудочно­кишечного тракта обладает векторными свойствами, т. е. способен весьма эффективно переносить нутриенты от мукозной стороны к серозной, а функция мембранного пищеварения локализована исключительно на мукозной поверхности. Сейчас, по­видимому, наступило время, когда необработанный формалином биопсийный материал должен исследоваться с точки зрения присущих ему в организме векторных транспортных свойств, например сопряженного транспорта натрия и нутриентов.
Две стороны сопряженного транспорта натрия и глюкозы (влияние натрия на транспорт глюкозы и влияние глюкозы на транспорт натрия) могут изучаться совершенно разными и мало контактирующими между собой методами (рис. 6). Так, можно измерять влияние добавления натрия на всасывание нутриента (например, глюкозы) биохимическими методами, а влияние добавления глюкозы на транспорт натрия через эпителий – электрофизиологическими методами (например, методом тока короткого замыкания). Оба метода дают эквивалентные результаты, но второй метод проще и позволяет регистрировать сопряженный транспорт глюкозы в режиме реального времени и в этом смысле является уникальным.
Сегодня опубликовано лишь несколько десятков работ, выполненных с помощью метода тока короткого замыкания и посвященных изучению транспортных процессов и всасывания на биоптатах больных. Дело это для гастроэнтерологов новое: им, несомненно, нужно привыкнуть к терминологии в этой области знаний, понять границы возможностей метода. Следует признать, что пока обе стороны – клиницисты (гастроэнтерологи) и экспериментаторы (биофизики, физиологи) только нащупывают взаимные контакты.
С 1987 г. существует практика применения электрофизиологического метода для изучения спектра и кинетических констант Na + -зависимого транспорта нутриентов через эпителий кишечника в экспериментах на животных. С 2003 г. этот метод используется и в
клинике (биоптаты залуковичного отдела тонкой кишки). Знание механизмов всасывания позволяет трактовать впервые определенные спектры (рис. 7) и кинетические параметры Na + -зависимого всасывания нутриентов у отдельных индивидуумов и в группах больных в терминах молекулярных механизмов.

Заключение

Транспортные свойства однослойного эпителия тонкой кишки обусловлены не только свойствами отдельных клеток, но и способом организации клеток, образующих данный эпителий, а также взаимодействием между клетками; эти свойства эпителия тонкой кишки уникальны и ни отдельные клетки, ни их мембраны не обладают ими.
Понимание механизмов всасывания в кишечнике сахаров, липидов, витаминов, аминокислот и дипептидов, некоторых микронутриентов, желчных кислот, воды является основой для изучения путей увеличения эффективности всасывания лекарств (увлечение с потоком) и разработки новых типов лекарственных веществ, всасывающихся по естественным физиологическим механизмам.
Секреторная диарея, вызываемая микроорганизмами, может в некоторой степени купироваться пероральной регидратационной терапией. Этот метод лечения недавно получил физиологическое обоснование.
Таким образом, расшифровка и понимание физиологических механизмов всасывания в кишечнике оказывает мощное влияние на практическую гастроэнтерологию уже сейчас. В дальнейшем это влияние будет только возрастать.

Работа поддержана грантом РФФИ 09-04-01698

Список литературы:
1. Метельский С.Т. Транспортные процессы и мембранное пищеварение в слизистой оболочке тонкой кишки. Электрофизиологическая модель. – М.: Анахарсис, 2007. – 272 с.
2. Общий курс физиологии человека и животных. – Кн. 2. Физиология висцеральных систем / Под ред. А.Д. Ноздрачева. – М.: Высшая школа, 1991. – С. 356–404.
3. Перова Н.В., Метельская В.А. Биохимия атеросклероза // Руководство по атеросклерозу и ишемической болезни сердца / Под ред. Е.И. Чазова, В.В. Ку­хар­чука, С.А. Бойцова. – М.: Медиа медика, 2007. – С. 50–77.
4. Membrane digestion. New facts and concepts / Ed. A.M. Ugolev. – M.: MIR Publishers, 1989. – 288 p.
5. Tansey T., Christie D.A., Tansey E.M. Intestinal absorption. – London: Wellcome Trust, 2000. – 81 p.

статья взята с сайта Русского журнала Гастроэнтерологии, Гепатологии, Колопроктологии

Источник