Ефект першого проходження

Ілюстрація системи воротної вени печінки

Ефект першого проходження (також відомий як метаболізм першого проходження або пресистемний метаболізм) — це явище метаболізму лікарського засобу в певному місці в організмі, що призводить до зниження концентрації активного лікарського засобу до того, як він досягне місця дії або системного кровообігу.[1][2] Ефект найбільше пов’язаний з пероральним прийомом ліків, але деякі засоби зазнають метаболізму першого проходження навіть при доставці альтернативним шляхом (наприклад, внутрішньовенно, внутрішньом’язово тощо).[3] Під час цього метаболізму лікарський засіб втрачається під час процесу всмоктування, який, як правило, пов’язаний із печінкою та стінкою кишечника. Печінка є основним місцем ефекту першого проходження, однак це явище також може відбуватися в легенях, судинах або інших метаболічно активних тканинах організму.

Відомими ліками, які зазнають значного ефекту першого проходження, є бупренорфін, хлорпромазин, циметидин, діазепам, етанол (питний алкоголь), іміпрамін, інсулін, лідокаїн, мідазолам, морфін, петидин, пропранолол і тетрагідроканабінол (ТГК).

Метаболізм першого проходження не слід плутати з метаболізмом фази I, який є окремим процесом.

Фактори

Метаболізм першого проходження може відбуватися в печінці (для пропранололу, лідокаїну, клометіазолу та нітрогліцерину) або в кишечнику (для бензилпеніциліну та інсуліну).[4] Чотири основні системи, які впливають на ефект першого проходження препарату, це ферменти просвіту шлунково-кишкового тракту,[5] ферменти стінки шлунково-кишкового тракту,[6][7][8] бактеріальні ферменти [5] та печінкові ферменти.[6][7][9]

Перше проходження через печінку

Після проковтування лікарського засобу він поглинається травною системою і надходить у портальну систему печінки. Перш ніж досягти решти тіла, засіб переноситься через ворітну вену в печінку. Печінка метаболізує багато ліків, іноді до такої міри, що лише невелика кількість активного препарату потрапляє з печінки до решти кровоносної системи. Таким чином, перше проходження через печінку може значно знизити біодоступність лікарського засобу.

Прикладом засобу, для якого метаболізм першого проходження є ускладненням і недоліком, є противірусний препарат ремдесивір. Його не можна вводити перорально, оскільки вся його доза буде захоплена в печінці й у системний кровотік, органи й і клітини-мішені (наприклад, клітини, інфіковані SARS-CoV-2) потрапить мала кількість ліків.[10][11] З цієї причини ремдесивір вводять шляхом внутрішньовенної інфузії, минаючи ворітну вену. Однак його значна печінкова екстракція все ще відбувається через метаболізм другого проходження, коли частина венозної крові проходить через ворітну вену та гепатоцити.

Розробка лікарських засобів

У розробці лікарських засобів ліки-кандидати можуть зазнати невдачі при дослідженні через метаболізм першого проходження. Для прогнозування метаболізму першого проходження використовуються фармакокінетичні моделі, хоча вони вимагають коригування через варіабельність проникності слизової оболонки кишечника та інших факторів.[12][13][14] Експресія ферментів також різниться у окремих людей, що може впливати на ефективність метаболізму першого проходження і, таким чином, на біодоступність препарату.[6]

Цитохроми P450, особливо CYP3A4, відіграють вирішальну роль у метаболізмі першого проходження, впливаючи на біодоступність ліків.[15][12][14]

Ослаблення метаболізму

Перетворення препарату на проліки може допомогти уникнути метаболізму першого проходження, і, тим самим, покращити його біодоступність.[16] Моделі in vitro, такі як використання мікрофлюїдних чіпів, які імітують кишечник і печінку, дозволяють точніше вивчати метаболізм першого проходження, сприяючи розробці ліків з кращими профілями всмоктування.[17][18][19]

Шляхи введення

Альтернативні шляхи введення ліків, такі як інсуфляція, ректальний [20][21], внутрішньовенний,[21]внутрішньом'язовий, інгаляційний аерозольний, трансдермальний або сублінгвальний шлях, уникають або частково уникають ефекту першого проходження через те, що вони дозволяють лікам всмоктуватися безпосередньо в системний кровотік.[22]

Ліки з високим ефектом першого проходження зазвичай мають значно вищу дозу для перорального прийому, ніж сублінгвальна або парентеральна доза. Біодоступність багатьох вразливих ліків при пероральному прийомі підвищується у пацієнтів із порушенням функції печінки. Біодоступність також підвищується, якщо одночасно вводиться інший лікарський засіб, що конкурує за ферменти метаболізму першого проходження (наприклад, пропранолол і хлорпромазин).

Примітки

  1. Rowland, Malcolm (January 1972). Influence of route of administration on drug availability. Journal of Pharmaceutical Sciences. 61 (1): 70—74. doi:10.1002/jps.2600610111. ISSN 0022-3549. PMID 5019220.
  2. Pond, Susan M.; Tozer, Thomas N. (January 1984). First-Pass Elimination. Clinical Pharmacokinetics. 9 (1): 1—25. doi:10.2165/00003088-198409010-00001. ISSN 0312-5963. PMID 6362950.
  3. Carlin, Michelle G. (1 січня 2023), Houck, Max M. (ред.), Pharmacology and Mechanism of Action of Drugs, Oxford: Elsevier, с. 144—154, doi:10.1016/b978-0-12-823677-2.00086-6, ISBN 978-0-12-823678-9, процитовано 17 січня 2024
  4. Bath-Hextall, Fiona (16 жовтня 2013). Understanding First Pass Metabolism. University of Nottingham. Архів оригіналу за 28 липня 2021. Процитовано 26 жовтня 2017.
  5. а б Ilett, Kenneth F.; Tee, Lisa B. G.; Reeves, Philip T.; Minchin, Rodney F. (1 січня 1990). Mebolism of drugs and other xenobiotics in the gut lumen and wall. Pharmacology & Therapeutics. 46 (1): 67—93. doi:10.1016/0163-7258(90)90036-2. ISSN 0163-7258.
  6. а б в Thummel, Kenneth E.; Kunze, Kent L.; Shen, Danny D. (15 вересня 1997). Enzyme-catalyzed processes of first-pass hepatic and intestinal drug extraction. Advanced Drug Delivery Reviews. First-pass Metabolism and Its Impact on Oral Drug Delivery. 27 (2): 99—127. doi:10.1016/S0169-409X(97)00039-2. ISSN 0169-409X. PMID 10837554.
  7. а б Drozdzik, Marek; Busch, Diana; Lapczuk, Joanna; Müller, Janett; Ostrowski, Marek; Kurzawski, Mateusz; Oswald, Stefan (2018). Protein Abundance of Clinically Relevant Drug-Metabolizing Enzymes in the Human Liver and Intestine: A Comparative Analysis in Paired Tissue Specimens. Clinical Pharmacology & Therapeutics (англ.). 104 (3): 515—524. doi:10.1002/cpt.967. ISSN 1532-6535. PMID 29205295.
  8. Doherty, Margaret M.; Charman, William N. (1 квітня 2002). The Mucosa of the Small Intestine. Clinical Pharmacokinetics (англ.). 41 (4): 235—253. doi:10.2165/00003088-200241040-00001. ISSN 1179-1926. PMID 11978143.
  9. Bramer, S. L.; Au, J. L.; Wientjes, M. G. (1993). Gastrointestinal and hepatic first-pass elimination of 2',3'-dideoxyinosine in rats. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 265 (2): 731—738. ISSN 0022-3565. PMID 8496819.
  10. Yan, Victoria C.; Muller, Florian L. (2020). Advantages of the Parent Nucleoside GS-441524 over Remdesivir for Covid-19 Treatment. ACS Medicinal Chemistry Letters. 11 (7): 1361—1366. doi:10.1021/acsmedchemlett.0c00316. PMC 7315846. PMID 32665809.
  11. Fact sheet for health care providers Emergency Use Authorization (EUA) of Veklury®(remdesivir). Food and Drug Administration. Архів оригіналу за 12 травня 2020. Процитовано 4 липня 2024.
  12. а б Henriot, Justine; Dallmann, André; Dupuis, François; Perrier, Jérémy; Frechen, Sebastian (2025). PBPK modeling: What is the role of CYP3A4 expression in the gastrointestinal tract to accurately predict first-pass metabolism?. CPT: Pharmacometrics & Systems Pharmacology (англ.). 14 (1): 130—141. doi:10.1002/psp4.13249. ISSN 2163-8306. PMC 11706425. PMID 39359052.
  13. Heikkinen, Aki T.; Baneyx, Guillaume; Caruso, Antonello; Parrott, Neil (29 вересня 2012). Application of PBPK modeling to predict human intestinal metabolism of CYP3A substrates – An evaluation and case study using GastroPlus™. European Journal of Pharmaceutical Sciences. 47 (2): 375—386. doi:10.1016/j.ejps.2012.06.013. ISSN 0928-0987. PMID 22759901.
  14. а б Gertz, Michael; Harrison, Anthony; Houston, J. Brian; Galetin, Aleksandra (2010). Prediction of Human Intestinal First-Pass Metabolism of 25 CYP3A Substrates from In Vitro Clearance and Permeability Data. Drug Metabolism and Disposition. 38 (7): 1147—1158. doi:10.1124/dmd.110.032649. ISSN 0090-9556. PMID 20368326.
  15. Jones, Christopher R.; Hatley, Oliver J. D.; Ungell, Anna-Lena; Hilgendorf, Constanze; Peters, Sheila Annie; Rostami-Hodjegan, Amin (1 травня 2016). Gut Wall Metabolism. Application of Pre-Clinical Models for the Prediction of Human Drug Absorption and First-Pass Elimination. The AAPS Journal (англ.). 18 (3): 589—604. doi:10.1208/s12248-016-9889-y. ISSN 1550-7416. PMC 5256607. PMID 26964996.
  16. Shakya, Ashok K.; Al-Najjar, Belal O.; Deb, Pran Kishore; Naik, Rajashri R.; Tekade, Rakesh K. (1 січня 2018), Tekade, Rakesh K. (ред.), Chapter 8 - First-Pass Metabolism Considerations in Pharmaceutical Product Development, Dosage Form Design Considerations, Advances in Pharmaceutical Product Development and Research, Academic Press: 259—286, doi:10.1016/b978-0-12-814423-7.00008-3, ISBN 978-0-12-814423-7
  17. Lee, Bo-Eun; Kim, Do-Kyung; Lee, Hyunil; Yoon, Siyeong; Park, Sin-Hyung; Lee, Soonchul; Yoo, Jongman (2021). Recapitulation of First Pass Metabolism Using 3D Printed Microfluidic Chip and Organoid. Cells (англ.). 10 (12): 3301. doi:10.3390/cells10123301. ISSN 2073-4409. PMC 8699265. PMID 34943808.
  18. Lee, Dong Wook; Ha, Sang Keun; Choi, Inwook; Sung, Jong Hwan (7 листопада 2017). 3D gut-liver chip with a PK model for prediction of first-pass metabolism. Biomedical Microdevices (англ.). 19 (4): 100. doi:10.1007/s10544-017-0242-8. ISSN 1572-8781.
  19. Choe, Aerim; Ha, Sang Keun; Choi, Inwook; Choi, Nakwon; Sung, Jong Hwan (10 січня 2017). Microfluidic Gut-liver chip for reproducing the first pass metabolism. Biomedical Microdevices (англ.). 19 (1): 4. doi:10.1007/s10544-016-0143-2. ISSN 1572-8781. PMID 28074384.
  20. de Boer, A. G.; Breimer, D. D. (10 листопада 1997). Hepatic first-pass effect and controlled drug delivery following rectal administration. Advanced Drug Delivery Reviews. Rectal Drug Delivery. 28 (2): 229—237. doi:10.1016/S0169-409X(97)00074-4. ISSN 0169-409X.
  21. а б Taylor, Kevin, ред. (2022). Design of dosage forms. Aulton's Pharmaceutics: the design and manufacture of medicines (вид. 6th). s.l.: Elsevier Health Sciences. с. 5. ISBN 978-0-7020-8154-5.
  22. Mathias, Neil R.; Hussain, Munir A. (2009). Non-invasive Systemic Drug Delivery: Developability Considerations for Alternate Routes of Administration. Journal of Pharmaceutical Sciences. 99 (1): 1—20. doi:10.1002/jps.21793. ISSN 0022-3549. PMID 19499570.
Prefix: a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Portal di Ensiklopedia Dunia

Kembali kehalaman sebelumnya