Системна абсорбция. Регионална анестезия при деца: рационални подходи и практически аспекти. Начини на приложение на лекарства

в технологиите и химическа технологиянай-често се получава абсорбция (поглъщане, разтваряне) на газове от течности. Но процесите на абсорбция на газове и течности от кристални и аморфни тела(например абсорбция на водород от метали, абсорбция на нискомолекулни течности и газове от зеолити, абсорбция на петролни продукти от каучукови продукти и др.).

Често в процеса на абсорбиране се получава не само увеличаване на масата на абсорбиращия материал, но и значително увеличаване на неговия обем (набъбване), както и промяна в неговата физически характеристики- до агрегатното състояние.

В практиката абсорбцията най-често се използва за разделяне на смеси, състоящи се от вещества с различна абсорбционна способност с подходящи абсорбенти. В този случай целевите продукти могат да бъдат както абсорбирани, така и неабсорбирани компоненти на смесите.

Обикновено, в случай на физическа абсорбция, абсорбираните вещества могат да бъдат повторно извлечени от абсорбента чрез нагряването му, разреждането му с неабсорбираща течност или други подходящи средства. Понякога е възможна и регенерация на химически абсорбирани вещества. Може да се основава на химично или термично разлагане на продуктите от химическата абсорбция с освобождаване на всички или на някои от абсорбираните вещества. Но в много случаи регенерирането на химически абсорбирани вещества и химически абсорбенти не е възможно или е технологично/икономически непрактично.

Абсорбционните явления са широко разпространени не само в промишлеността, но и в природата (пример е набъбването на семената), както и в ежедневието. В същото време те могат да бъдат както полезни, така и вредни (например физическото поглъщане на атмосферна влага води до подуване и последващо разслояване на дървени изделия, химическото поглъщане на кислород от гумата води до загуба на еластичност и напукване).

Абсорбцията (поглъщане в обема) трябва да се разграничава от адсорбцията (поглъщане в повърхностния слой). Поради сходството на изписването и произношението, както и близостта на обозначените понятия, тези термини често се бъркат.

Видове абсорбция

Разграничете физическата абсорбция от хемосорбцията.

При физическа абсорбция процесът на абсорбция не е придружен от химическа реакция.

По време на хемосорбцията абсорбираният компонент навлиза в химическа реакцияс абсорбиращ материал.

Поглъщане на газ

Всяко плътно тяло кондензира значително частиците от заобикалящата го среда, които са непосредствено до повърхността му. газообразно вещество. Ако такова тяло е поресто, като например въглен или пореста платина, тогава тази кондензация на газове също се извършва по цялата вътрешна повърхност на неговите пори и по този начин, следователно, в много повече висока степен. Ето ясен пример за това: ако вземете парче прясно калциниран въглен, хвърлите го в бутилка, съдържаща въглероден диоксид или друг газ, и веднага като я затворите с пръст, спуснете я с отвора надолу в живачната баня, след това скоро ще видим какво се надига и влиза в бутилката; това директно доказва, че въглеродът е абсорбирал въглероден диоксид или по друг начин е настъпило уплътняване, абсорбиране на газ.

При всяко уплътняване се отделя топлина; следователно, ако въглищата се смилат на прах, както например се практикува при производството на барут, и се оставят да лежат на купчина, тогава от поглъщането на въздух, което се случва тук, масата се нагрява толкова, че се самозапалва може да се случи. На това зависимо от абсорбцията затопляне се основава дизайнът на платинената горелка Döbereiner. Парче пореста платина, разположено там, кондензира кислорода на въздуха и потока от водород, насочен към него толкова силно, че самият той постепенно започва да свети и накрая запалва водорода. Вещества, които абсорбират - абсорбират водни пари от въздуха, кондензират ги и в себе си, образувайки вода и от това се намокрят, като нечиста готварска сол, поташ, калциев хлорид и др. Такива тела се наричат ​​хигроскопични.

Абсорбцията на газове от порести тела за първи път е забелязана и изследвана почти едновременно от Фонтан и Шеле през 1777 г., а след това е изследвана от много физици и особено от Сосюр през 1813 г. Последните като най-лакоми абсорбатори посочват буковите въглища и пемзата (морска пяна). Един обем такива въглища при атмосферно налягане е 724 мил. абсорбира 90 обема амоняк, 85 - хлороводород, 25 - въглероден диоксид, 9,42 - кислород; пемзата, в същото сравнение, беше малко по-малко абсорбираща, но във всеки случай тя също е един от най-добрите абсорбенти.

Колкото по-лесно един газ кондензира в течност, толкова повече се абсорбира. При ниско външно налягане и при нагряване количеството на абсорбирания газ намалява. Колкото по-фини са порите на абсорбера, т.е. колкото по-плътен е той, толкова по-голяма като цяло има абсорбционна способност; обаче твърде малките пори, като графит, не благоприятстват абсорбцията. Органичният въглен абсорбира не само газове, но и малки твърди и течни тела, поради което се използва за обезцветяване на захар, пречистване на алкохол и др. В резултат на абсорбцията всяко плътно тяло е заобиколено от слой от кондензирани пари и газове. Тази причина, според Вайдел, може да послужи за обяснение на любопитния феномен, открит от Мозер през 1842 г. на така наречените потни картини, тоест получени чрез дишане върху стъкло. А именно, ако прикрепите клише или някакъв вид релефен модел към полирана стъклена равнина, след това, като го отнемете, дишайте на това място, тогава върху стъклото се получава доста точна картина на шаблона. Това се дължи на факта, че когато са лежали върху стъклото на клишето, газовете в близост до повърхността на стъклото са били неравномерно разпределени в зависимост от релефния модел, нанесен върху клишето, и следователно водната пара, когато диша до това място, също се разпределя в този ред и след охлаждане и утаяване, и възпроизвеждане на този модел. Но ако стъклото или клишетата се нагреят предварително и така се разпръсне слоят от уплътнени газове в близост до тях, тогава такива модели на пот не могат да се получат.

Според закона на Далтон, от смес от газове, всеки газ се разтваря в течност пропорционално на своето парциално налягане, независимо от наличието на други газове. Степента на разтваряне на газове в течност се определя от коефициент, показващ колко обема газ се абсорбират в един обем течност при температура на газа 0 ° и налягане 760 mm. Коефициентите на поглъщане за газове и вода се изчисляват по формулата α = А + IN t + ° С t², където α е желаният коефициент, t е температурата на газа, А , IN И СЪС - постоянни коефициенти, определени за всеки отделен газ. Според проучванията на Бунзен коефициентите на най-важните газове имат следното

Лекарството може да навлезе в системното кръвообращение по няколко начина: когато се прилага перорално, сублингвално, ректално, през белите дробове, трансдермално, подкожно, интрамускулно и интравенозно. Абсорбцията е процесът, при който лекарството навлиза в системното кръвообращение от мястото на приложение. абсорбцията е засегната физични свойствалекарство (разтворимост, рКа и концентрация) и характеристики на мястото на абсорбция (перфузия, рН и повърхностна площ). Абсорбцията трябва да се разграничава от бионаличност,което е фракцията на непромененото вещество в кръвната плазма спрямо началната доза на лекарството. Например, нитроглицеринът се абсорбира добре през стомашно-чревния тракт, но има лоша орална бионаличност, тъй като се метаболизира екстензивно в черния дроб (т.нар. ефект на първо преминаване).

Предписване на лекарството вътреудобен, икономичен и ви позволява точно да го дозирате. Въпреки това възможността за контакт с пациента, ефектът от първото преминаване, рН на стомаха, секреторните и двигателните функции на стомашно-чревния тракт, храната и други лекарства влияят на потока на лекарството в системното кръвообращение.

Абсорбира се предимно нейонизирана фракция на лекарството. Следователно киселинните препарати се абсорбират по-добре в кисела среда (Kis - + H + → KisN), базовите препарати - в алкална (ACH + → H + + SH).

Кръвта от съдовете на устната кухина се оттича директно в горната празна вена, във връзка с това, когато сублингвални и букалниПо пътищата на приложение лекарствата навлизат в системното кръвообращение, заобикаляйки черния дроб. Ректалнопът - алтернатива на поглъщането, когато контактът с пациента е невъзможен (например при деца) или когато такъв прием е физически невъзможен. Венозната кръв от ректума навлиза в долната куха вена, заобикаляйки черния дроб, следователно при ректален начин на приложение бионаличността е по-висока, отколкото при перорално приложение. При ректално приложение човек не може да бъде сигурен в точността на дозировката; в допълнение, много лекарства дразнят лигавицата на ректума. Абсорбция вдишванеанестетици се обсъжда в гл. 7.

Към ползите перкутаненприложение включва продължителна непрекъсната абсорбция, възможност за използване на малки дози от лекарството. Роговият слой служи като ефективна бариера за повечето съединения, с изключение на мастноразтворимите лекарства с ниско молекулно тегло (напр. клонидин, нитроглицерин, скополамин).

Накрая се прилагат лекарства парентерално, т.е. подкожно (s / c), интрамускулно (i / m) и интравенозно (i / v).Абсорбцията на лекарството при подкожно и интрамускулно приложение се определя чрез дифузия от мястото на инжектиране в кръвта. Скоростта на дифузия зависи от локалния кръвен поток и носещата среда (разтворите се абсорбират по-бързо от суспензиите). Някои лекарства могат да причинят болка при инжектиране и тъканна некроза. При интравенозно инжектиране лекарството напълно навлиза в системното кръвообращение.

Интравенозният (in / in) метод, както и рядко интраартериален, се използва при прилагане на лекарства, които не се абсорбират в червата или имат силно дразнещо свойство върху лигавицата му; лекарства, които се разграждат бързо (с полуживот от няколко минути), които могат да се прилагат дълго време чрез инфузия, като по този начин се осигурява тяхната стабилна концентрация в кръвта. По този начин се постига незабавен ефект; освен това 100% от инжектирания наркотик, попадайки в системното кръвообращение, достига до тъканите и рецепторите. Този метод ви позволява да дозирате приема на лекарството, улеснява въвеждането на големи количества и дразнещи мукозни вещества, ако те са водоразтворими и нямат увреждащ ефект върху съдовия ендотел. Въпреки това, този начин на приложение на лекарството увеличава риска от странични ефекти. Лекарствата се прилагат или като болус, или като бавна инфузия. Този начин на приложение е неподходящ за маслени или водонеразтворими лекарства.

Подкожно(s/c) метод осигурява бързо усвояване от водни разтвориведнага от някои, предимно маслени разтвори. Понякога се инжектират подкожно неразтворими суспензии или се имплантират твърди таблетки. Невъзможно е да се въведат s / c големи количества лекарства, както и дразнещи вещества. Абсорбцията намалява при недостатъчност на периферната циркулация. Повтарящите се инжекции на едно и също място могат да доведат до липоатрофия и неравномерно усвояване (напр. при подкожни инжекции на инсулин).

Интрамускулно(in / m) методът осигурява абсорбция почти по същия начин, както при s / c приложение. Методът е подходящ за въвеждане на умерени обеми маслени разтвори и някои дразнители.

Поглъщането води до колебания в количеството на абсорбция, в зависимост от много фактори: прием на храна; едновременна употреба на други лекарства, които подобряват перисталтиката; разрушаване на лекарството в червата; задържане на лекарството в хранопровода, когато се приема в легнало положение с малко количество вода, докато е необходимо да се приемат лекарства вътре само в седнало положение и да се пият 3-4 глътки вода. В резултат на това само част от лекарството, прието през устата, навлиза дори в порталната система и след това в системното кръвообращение.

В този случай механизмът на "ентерохепаталната циркулация" на лекарството (повтаряща се реабсорбция на същото лекарство от червата) е от голямо значение. Лекарството, навлизайки в черния дроб, образува конюгати, например с глюкуронова киселина, и в тази форма се екскретира в жлъчката в чревния лумен. Тъй като е йонизирано съединение, този конюгат в чревния лумен е изложен на действието на ензими и бактерии, които разрушават конюгата и по този начин освобождават свободното лекарство от него. След това лекарственото вещество отново се абсорбира през чревната лигавица, след което се реабсорбира (абсорбира) през чревната лигавица и отново навлиза в черния дроб, където цикълът се повтаря с образуването на конюгати с глюкуронова киселина и др. многократни циркулации, лекарственото вещество се метаболизира частично всеки път и постепенно се екскретира с изпражненията като метаболити. Въпреки това, такъв механизъм на "чревно-чернодробна циркулация" е в състояние да поддържа ефекта на редица лекарства (индометацин и др.) За по-дълго време.

Методът за приемане на лекарството вътре е най-удобният, относително безопасен и икономичен. Този метод обаче изисква активното участие на пациента в съответствие с режима на честотата на приемане на предписаната доза от лекарството, а често и няколко лекарства едновременно. Абсорбцията на лекарството е непълна и нестабилна, ако лекарството е слабо разтворимо и се абсорбира бавно. Зависи и от времето за преминаване през стомашно-чревния тракт.

Храненето може да повлияе на:

върху разтворимостта и абсорбцията на лекарства, което води до повишаване на бионаличността на редица лекарства (пропранолол, метопролол, хидралазин, фенитоин, спиронолактон и др.) или до забавяне на абсорбцията на други лекарства (дигоксин, фуроземид, ацетилсалицилова киселина и др.);

върху "ефекта от първото преминаване на лекарството през черния дроб";

върху скоростта на елиминиране (отделяне от тялото) на лекарството. Например, храна, богата на протеини, увеличава, докато храна, богата на въглехидрати, намалява скоростта на елиминиране на аминофилин.

Под езика(s/l) методът на приложение може да доведе до по-висока абсорбция на лекарството през устната лигавица и до по-висока концентрация на лекарството в кръвта, в сравнение с тези параметри, когато се приема перорално, поради следните причини:

по-голямата част от лекарството, когато се приема с / l, не преминава през черния дроб и не се метаболизира в него; не се разрушава от секретите на стомашно-чревния тракт; не се свързва в него със състава на храната. По този начин обаче не можете да приемате лекарства с неприятен вкус или мирис, както и дразнещи лигавицата или бързо разграждащи се в устната кухина. S / l приемането е принципно възможно за нитроглицерин, нифедипин (предварително дъвчене на обикновена таблетка; абсорбцията, очевидно, се извършва дистално, а не в устната кухина), морфин, атропин, стрихнин, строфантин и също, вероятно, стероидни лекарства, хепарин и някои ензими. Въпреки това, някои от тези лекарства, за съжаление, или имат нежелани органолептични свойства, или бързо се разрушават в устната кухина.

букаленметодът на приложение или приложението на лекарството върху устната лигавица се различава от устната лигавица по това, че се прилага специална лекарствена форма, например полимерен филм (плоча) с нитроглицерин (тринитролонг) или изосорбид динитрат (динитросорбилонг). към определени области на устната лигавица (вижте подробности в глава II), където поради своите адхезивни свойства се фиксира върху мястото на лигавицата. С последващата бавна "резорбция" на лекарствения филм, бързо започва абсорбцията на лекарството през устната лигавица директно в системното кръвообращение, заобикаляйки черния дроб и неизбежния метаболизъм в този орган по време на първото преминаване. Положителните страни на метода, както и неговите ограничения, са подобни на тези при s/l метода на приемане на лекарства. Въпреки това, за разлика от прилагането s / l, този метод може да се използва за удължаване на действието на лекарства, като нитроглицерин и изосорбид динитрат, както и евентуално да замени парентералното приложение на определени лекарства, по-специално нитрати.

инхалационен методпозволява някои сърдечно-съдови лекарства, като нитроглицерин, да се абсорбират много по-бързо през устната лигавица, отколкото при s / l прием. Този метод е най-подходящ за въвеждане на аерозоли и прахове в бронхите при бронхопулмонални заболявания, за да се постигнат високи концентрации на лекарството в тях. Аерозолните сърдечно-съдови препарати, от друга страна, не трябва да влизат в бронхите поради риск от нежелана тежка хипотония при такова приложение на нитрати, например. Ето защо, когато ги използвате, трябва да задържите дъха си и да насочите струята от лекарството към бузата или под езика. Фреоновите аерозоли са неприемливи от екологична гледна точка. Инхалационният метод за прилагане на лекарства е много по-скъп от s / l метода за приемане, например, на нитроглицерин или изосорбид динитрат. С този метод не се изключва опасността от предозиране на лекарството с бързо многократно натискане на клапана, както и навлизането на аерозол или прах в помещение, където може да има хора, които са противопоказани за лекарства от този вид. навън.

трансдермален(Дермален) начин на приложение през непокътната кожа е приемлив за малък брой лекарства. Абсорбцията при този метод е пропорционална на липидната разтворимост на лекарството, тъй като епидермисът е липидна бариера. Това също зависи от областта на приложение на трансдермалния пластир, диск или по-малко модерна форма на мехлем. Този начин на приложение на нитроглицерин не е толкова популярен днес, колкото през 80-те години на миналия век, поради нестабилност на абсорбцията, както и локално дразнещо действие и повишена честота на толерантност (и дори тахифилаксия) към нитрати.

Ректалният метод се използва при пациенти с повръщане, в безсъзнание, със застой в стомашно-чревния тракт. След абсорбция в ректума, лекарството навлиза в системното кръвообращение, заобикаляйки черния дроб.

При този прием обаче абсорбцията на лекарствата е неравномерна и непълна, а много лекарства предизвикват дразнене на ректалната лигавица.

Свързване на лекарства с кръвни и тъканни протеини.

Много лекарствени вещества имат изразен физикохимичен афинитет към различни протеини на кръвната плазма, предимно към албумина. Свързването на лекарства с плазмените протеини води до намаляване на тяхната концентрация в тъканите и мястото на действие, тъй като само свободно (несвързано) лекарство преминава през мембраните.

Вещество, което е в комплекс с протеин, е лишено от специфична активност. Свободната и свързаната част на лекарството са в състояние на динамично равновесие. Понякога лекарствата се натрупват в тъканите при по-високи концентрации, отколкото биха се очаквали от дифузионното равновесие. Този ефект зависи от градиента на pH, свързването на лекарството с вътреклетъчните елементи и разпределението му в мастната тъкан. От клинично значение са случаите, когато повече от 90% от лекарството се свързва с кръвните протеини.

Нарушаването на свързването на лекарствените вещества се наблюдава при намаляване на концентрацията на албумин в кръвта (хипоалбуминемия) и способността за свързване на кръвните протеини при някои заболявания на черния дроб и бъбреците. Дори намаляването на нивото на албумин в кръвта до 30 g / l (обикновено 33-55 g / l) може да доведе до значително повишаване на съдържанието на свободната фракция на фенитоин. Клинично значимо повишаване на нивото на свободната фракция на фуроземид се наблюдава, когато количеството албумин намалее до 20 g / l.

Познаването на фармакокинетиката предполага появата на странични ефекти след прилагане на лекарства, а също така помага да се определи оптималната им дозировка за определен начин на приложение.

Усвояване на лекарства

За да може всяко лекарство да предизвика фармакологичен ефект, то трябва да се абсорбира в кръвта. Известни са следните механизми на абсорбция:

пасивна дифузия.Повечето лекарствени вещества проникват през биологичните мембрани по посока на концентрационния градиент (от зоната на концентрирано разреждане), докато концентрацията стане еднаква от двете страни на мембраната;

Съществува улеснена дифузияизползване на носители без загуба на енергия по градиента на концентрация (напр. глюкоза, глицерол)

филтриране на лекарствотоосъществява през порите на мембраната. През тях проникват съединения с ниска молекулно тегло: вода, урея и други подобни;

активен транспорт осъществява се с помощта на специфични транспортни системи на клетките и възниква при условие на енергийни разходи; така абсорбирани сърдечни гликозиди, глюкокортикоиди,

пиноцитоза- абсорбция на лекарството с образуване на везикули. Този механизъм е особено важен за лекарства с полипептидна структура. За ефективна и безопасна лекарствена терапия е необходимо да се познават факторите, които влияят на абсорбцията.

Абсорбцията на лекарството зависи от следните фактори:

Разтворимост (липидоразтворимите лекарства проникват през клетъчните мембрани по-добре от водоразтворимите)

Характеристики на лекарствените форми:

а) таблетки с ентерично покритие, устойчиви на стомашен сок, но не трябва да се приемат с горещи напитки, тъй като това ще доведе до преждевременно разтваряне на лекарството

б) лекарствени форми, в които процесът на абсорбция протича с различна интензивност, осигурявайки дълготраен терапевтичен ефект (таблетки, изпъстрени с гранули; спансули - капсули, съдържащи микропелети; капсули от силиконов каучук). Невъзможно е да се смилат такива дозирани форми преди употреба, тъй като те бързо ще се абсорбират.

Характеристики на мястото на абсорбция:

Кръвообращението до мястото на абсорбция (увеличава абсорбцията при прилагане на топлина и забавя - прилагането на студ, с въвеждането на лекарството интрамускулно, движение, масаж след инжектиране ускорява абсорбцията)

Киселинно-алкалното състояние на средата определя скоростта на абсорбция (нейонизациите се абсорбират по-добре - разтворими в липиди, киселинни препарати - в стомаха и йонизация - разтворими във вода, киселинни препарати - в червата, лекарства с положителен или отрицателен заряд - бавно).

Като се има предвид, че действието на лекарствата се проявява едва след като те навлязат в кръвния поток, беше предложен терминът "бионаличност" - количеството лекарствено веществовъв видове (%), достигнали кръвната плазма, спрямо началната доза на лекарството. При ентерален начин на приложение бионаличността се определя от загубата на вещество по време на абсорбцията му в храносмилателния тракт и първото преминаване през чернодробната бариера.

Бионаличностлекарственото вещество при интравенозно приложение достига 100%. Бионаличността се влияе от: формата на лекарството (течна или твърда, наличието на пълнители, черупки), химичен състав, физиология на тялото (чернодробен метаболизъм, заболявания на стомашно-чревния тракт, черния дроб и бъбреците).

Фармацевтичните фирми контролират формата и химичния състав на лекарството. Препаратите от различни компании могат да имат различна абсорбция. Ето защо пациентът трябва да приема лекарства от един производител или да има информация за бионаличността на други фармацевтични компании.

Абсорбция - процесът на разделяне на газови смеси с помощта на течни абсорбери - абсорбенти. Ако абсорбираният газ (абсорбиращ) не взаимодейства химически с абсорбента, тогава абсорбцията се нарича физическа (неабсорбираният компонент на газовата смес се нарича инертен или инертен газ). Ако абсорбентът образува химическо съединение с абсорбента, тогава процесът се нарича хемосорбция. В техниката често се среща комбинация от двата вида абсорбция.

Физическата абсорбция (или просто абсорбция) обикновено е обратима. Това свойство на абсорбционните процеси се основава на освобождаването на абсорбирания газ от разтвора - десорбция.

Комбинацията от абсорбция и десорбция прави възможно повторното използване на абсорбера и освобождаването на абсорбирания газ в неговата чиста форма. Често десорбцията не е необходима, тъй като разтворът, получен в резултат на абсорбцията, е крайният продукт, подходящ за по-нататъшна употреба.

В индустрията абсорбцията се използва за решаване на следните основни проблеми:

1) за получаване на готов продукт (например абсорбция на SO 3 при производството на сярна киселина); докато абсорбцията се извършва без десорбция;

2) за отделяне на ценни компоненти от газови смеси (например абсорбция на бензол от коксов газ); докато абсорбцията се извършва в комбинация с десорбция;

3) за почистване на газови емисии от вредни примеси (например почистване на димни газове от SO 2). В тези случаи обикновено се използват компонентите, извлечени от газови смеси, така че те се изолират чрез десорбция;

4) за изсушаване на газове.

Апаратите, в които се извършват абсорбционни процеси, се наричат ​​абсорбери.

Равновесие в процеса на абсорбция

За идеалните газове е валиден законът на Хенри:

Законът на Хенри: парциалното налягане на компонент от газова смес върху разтвор е пропорционално на моларната част на този компонент в разтвора, когато се достигне равновесие. Константата на Хенри ( д) нараства с повишаване на температурата.

Съгласно закона на Далтон, парциалното налягане на компонент на газова смес е пропорционално на неговата моларна част в газовата смес:

,

Където П- общо налягане.

Комбинирайки законите на Хенри и Далтон, може да се установи влиянието на условията върху разтворимостта на газ в течност:
.

По този начин, с увеличаване на налягането в абсорбера и намаляване на температурата, разтворимостта се увеличава.

Колкото по-зле се разтваря газът, толкова повече се увеличава налягането.

При разтваряне на силно разтворими газове не е необходимо голямо увеличение на налягането, но е необходимо да се отведе топлината, която в този случай се отделя в големи количества.

Дизайнът на абсорбера се избира, като се вземе предвид разтворимостта на газовете. Например за силно разтворими (амоняк-вода) могат да се използват абсорбери-топлообменници. За слабо разтворими е необходима развита повърхност на фазов контакт, поради което се използват опаковани, пластинчати абсорбери.