Молочные железы

Вещества, содержащиеся в плазме кормящих женщин, экскретируются с молоком. Их количества в нем слишком малы для того, чтобы существенным образом влиять на их концентрацию в организме матери, однако, попадая в организм грудного ребенка, они могут оказывать на него существенное воздействие. При этом следует помнить, что у новорожденных механизмы экскреции несовершенны.

Не связанные с белками вещества, находящееся в крови, распределяется между плазмой и молоком в соответствии с их рН, концентрацией и растворимостью в жирах. Молоко отличается большей кислотностью, чем плазма, поэтому вещества, имеющие свойства оснований, в нем больше ионизируются и накапливаются. Кроме того, в молоке выше уровень липидов, чем в плазме, поэтому растворимые в них вещества задерживаются в нем. Количество вещества, связанного с белками молока, обычно наполовину меньше, чем связанного с белками плазмы.

Если кормящей матери необходимы лекарственные препараты, их прием должен быть спланирован по времени таким образом, чтобы снизить риск воздействия на ребенка. Так, лекарственные средства с коротким периодом полуэкскреции, принятые сразу же после кормления ребенка, будут присутствовать в молоке при следующем кормлении в незначительных количествах.

Смотри также [++602+] С.141.

Понятие «выделительная система организма»

Реализуемые органами выделения процессы строго координированы. Например, при интенсивном потоотделении снижается объём образуемой мочи. При уменьшении экскреции азотистых соединений почками увеличивается их выделение через желудочно-кишечный тракт, легкие, кожу.

Поэтому органы, участвующие в экскреции могут быть объединены в функциональную выделительную систему организма. Безусловно в этой системе обязательными элементами должны быть кровообращение и регуляция.

Смотри также [++511+] С.493.

3. Описание процессов выделения

Для понимания этого процесса необходимо проанализировать некоторые основополагающие понятия, и, прежде всего, определиться в типах процессов экскреции.

В большинстве случаев скорости процесса экскреции пропорциональны концентрации вещества в жидкостях организма. Другими словами, проникновение вещества через клеточные оболочки происходит более интенсивно при высокой концентрации препарата и снижается по мере ее снижения. Это объясняется тем, что указанные процессы экскреции подчиняются закону действующих масс, согласно которому при высоких концентрациях вероятность экскретируемых молекул проникнуть через клеточные оболочки выше, чем при низких концентрациях.

Чаще при описании процессов выделения веществ из организма оценивают концентрацию экскретов в плазме.

Процессы, при которых скорость пропорциональна концентрации, называются процессами первого порядка. Другими словами, если скорость (R) экскреции вещества (а) пропорциональна его концентрации (С), т.е. R_a ~ C¹, то экскреция происходит в соответствии с кинетикой первого порядка.

Однако если скорость экскреции не изменяется, несмотря на изменение концентрации вещества, т.е. R_a ~ C⁰, то экскреция происходит в соответствии с кинетикой нулевого порядка.

Для полноты объяснения следует заметить, что если скорость экскреции вещества пропорциональна квадрату концентрации этого вещества, т.е. R_a ~ C², то она происходит в соответствии с кинетикой второго порядка.

Таким образом, «порядок» процесса экскреции представляет собой ито­говые величины концентрации вещества в жидкостях, составляющих внутреннюю среду организма, в разные сроки, что выражено в уравнении, отображающем связь скорости экскреции с кон­центрацией.

Принято считать, что боль­шинство веществ подвергаются процессам экскреции в соответствии с кинетикой первого порядка. Это означает, что при увеличении экскреции вещества стационарная концентрация его в плазме увеличивается пропорционально. Справедливо и обратное: пос­кольку скорость экскреции пропорциональна концентрации, постольку уменьшение первой пропорционально снижению вто­рой. Следовательно, время, за которое любая концентрация вещества умень­шается наполовину (на 50 %), всегда одинаково.

Таким образом, для каждого экскретируемого вещества можно рассчитать единый показатель — период полупребывания вещества в плазме (Т_1/2). Более часто употребляется термин «Т_1/2 плазмы». Наиболее важным показателем очищения организма от экскрета служит именно этот показатель.

Если постоянная концентрация экскретируемого вещества в среде не поддерживается, а поступление его в плазму было однократное, Т_1/2 можно определить способом показанном на рис.     .

Рис.     . Определение периода полувыведения экскретируемого вещества.

По оси абсцисс откладывается время (t), а по оси ординат — концентрация экскретируемого вещества в исследуемом компартменте (q). q₀ — начальная концентрация вещества, T_1/2 — период полувыведения.

Кривые подобные графику, показанному на рис.     называют кривыми очищения или клиренсовыми кривыми (от английского clearance — очищение).

Чем меньше Т_1/2 , тем более интенсивно (с большей скоростью) выводится вещество (рис.     ).

Рис.     . Определение периода полувыведения для различных экскретируемых веществ.

По оси абсцисс откладывается время (t), а по оси ординат — концентрация экскретируемого вещества в исследуемом компартменте (q). q₀ — начальная концентрация вещества. T_{1/2 А} < T_{1/2 В}., значит экскреция вещества А более интенсивна.

По клиренсу (клиренсовым кривым) оценивается функциональное состояние многих экскретирующих систем. Существуют понятия почечный клиренс, печеночный клиренс, мукоцилиарный клиренс и т.д. Кроме этого исследуют клиренс коллоидов, красителей и других экскретируемых веществ.

Часто вещество выводится не одним органом экскреции (например, печенью и почками). В этом случае различают суммарный и раздельный клиренс по этому веществу.

,

где T_{1/2 общ.} — показатель общего клиренса,

T_{1/2 A.} и T_{1/2 B} — показатели раздельных клиренсов органа А и B соответственно.

При однократном поступлении экскретируемого вещества, если необходимо охарактеризовать интенсивность процессов экскреции T_1/2 разумнее определять на «хвосте» кривой. Снижение клиренсовой кривой сразу после поступления вещества в большой степени обусловлено процессами разведения вещества в жидкостном компартменте, а не только его экскрецией. T_1/2 , определённый на «хвосте» клиренсовой кривой, как правило больше T_1/2 , определённого в начале клиренсовой кривой.

Период полувыведения (T_1/2) также определяют, принимая за «исходный» момент максимальное накопление вещества в органе экскреции (печени, почках) (рис.     ).

Рис.     . Определение периода полувыведения экскретируемого вещества после достижения максимального накопления в компартменте.

По оси абсцисс откладывается время (t), а по оси ординат — концентрация экскретируемого вещества в исследуемом компартменте (q). q_max — максимальная концентрация вещества, t_max — момент максимального накопления вещества в компартменте, t_1/2 — момент снижения кривой накопления вещества в компартменте в два раза, T_1/2 — период полувыведения равен.

Клиренсовые кривые часто характеризуют показателями, индексами сравнивающими амплитуды (значения кривой в разные моменты времени (рис.     ).

Рис.     . Определение индекса выведения (k).

По оси абсцисс откладывается время (t), а по оси ординат — концентрация экскретируемого вещества в исследуемом компартменте (q). q₁ и q₂ — концентрация вещества в момент времени t₁ и t₂ соответственно.

Например, об интенсивности экскреции почками гиппурана, судят по показателю Винтера (отношению значения концентрации вещества в плазме крови на 16-й минуте к значению концентрации на 4-й минуте). Об интенсивности экскреции печенью бенгальского розового красителя, судят по индексу ретенции (задержки) — отношению значения концентрации вещества в плазме крови на 20-й минуте к значению концентрации на 5-й минуте.

Подробнее о процессах нулевого порядка.

Условияможность его поступления или образования, достигают какой-то предельной величины, т.е. скорость процесса становится максимальной, а концентрация остается постоянной (например, в результате ограниченного количества переносчика и т.п.), несмотря на дальнейшее увеличение количества вещества. Появляются -->, при которых скорость экскреции не пропорциональна количеству вещества, а процессы, регулирующие кинетику этого типа, называют ограниченными по скорости, или нулевого порядка, или, иначе, они свидетель­ствуют о кинетике насыщения. На практике про­цессы активного транспорта практически всегда ограничены в скорости, так как структуры обеспечивающие транспорт, присутствуют в ограниченном ко­личестве и насыщаются.

Вспомним! Пассивная диффузия относится к процессам ненасыщаемым, облегчённая диффузия — насыщаемым.

Кинетика нулевого порядка обусловливает очень важные последствия. Разберём это на следующем примере. Алкоголь (этаноловый спирт) относится к веществам, кинетика которого имеет большое значение, так как представляет собой средство, важное как для индивидуума, так и для общества в целом. Для алкоголя характерна кинетикой первого порядка с Т_1/2, составляющим примерно 1 ч, при концентрации в плазме до 100 мг/л. При превышении этой концентрации ферментативные процессы, превращающие этанол в ацетальдегид (алкогольдегидрогеназу), приближаются к уровню, при котором наступает насыщение и скорость метаболизма этанола больше не увеличивается.

Представим себе человека с массой тела порядка 70 кг, у которого жизнь несчастна до такой степени, что он выпивает примерно половину бутылки водки. Тогда содержание алкоголя, выпитого за короткий промежуток времени, в организме этого несчастного составит 120 г, а концентрация этанола в его крови составляет примерно 2500 мг/л. Алкоголь всасывается, и в состоянии сильного опьянения в полночь человек засыпает.

Если метаболизм этанола происходил бы в соответствии с кинетикой первого порядка, с Т_1/2 равном 1 ч, на протяжении всего периода после приема концентрация алкоголя в крови уменьшалась бы наполовину каждый час. Это означает, что в 8 ч следующего утра концентрация алкоголя в крови составляла бы менее 10 мг/л.

Однако после приема такого большого количества алкоголь элиминируется в соответствии с кинетикой нулевого порядка и поэтому за час метаболизируется около 8 г его. Через 8 ч из организма элиминируется 64 г, и в нем останется 56 г (70 мл), при этом концентрация в крови составляет примерно 1200 мг/л, в связи, с чем с ним может произойти большое несчастье. При проверке в крови обнаруживается алкоголь, несмотря на то, что утром он не принимал его. Таково различие между кинетикой первого и нулевого порядков.

Камерные модели при изучении выделения. Для анализа процессов экскреции удобнее условно представить организм в упрощенной форме, а не как сложный комплекс тканей и жидких сред, т.е. представить его как единое однородное образование, или камеру, в которой находится экскретируемое вещество в распределенном виде и из которой происходит его элиминация в соответствии с кинетикой первого порядка. Такое упрощенное моделирование организма при изучении фармакокинетики оправдало себя. Благодаря такой модели можно математически рассчитать, что концентрация препарата уменьшается во времени экспоненциально и взаимосвязь между логарифмом концентрации и временем представлен прямой линией, т.е. кинетика препарата происходит в соответствии с однокамерной моделью.

В дальнейшем были разработаны двух- и трехкамерные модели, однако в настоящей лекции они не обсуждаются.

В последнее время на смену камерным моделям кинетики веществ приходят вероятностные.