4.3: 薬物分布に影響を与える要因: 生理学的障壁

体内の薬物分布は、物質の通過を制御するさまざまな生理学的障壁によって複雑に制御されています。これらには、毛細血管内皮障壁、血液脳関門、血液脳脊髄液関門、血液胎盤関門、血液精巣関門が含まれます。

毛細血管内皮障壁は、600 Da (ダルトン) 未満の小さな分子のみを通過させます。また、血液成分に結合したヘパリンなどの薬物も制限し、血流内での移動を制限します。

血液脳関門 (BBB) は、循環血液と脳の細胞外液を分離する特殊な半透性細胞膜です。この障壁は、密集した内皮細胞、アストロサイトの末端、基底膜で構成され、高度に選択的インターフェースを形成します。 BBB は、小さな親油性分子や必須栄養素などの特定の物質のみを通過させ、多くの薬物、特にドーパミンのような水溶性薬物の侵入を制限します。しかし、パーキンソン病などの神経疾患の場合、BBB を通過できる薬物であるレボドパが投与されます。中枢神経系 (CNS) 内で、レボドパはドーパミンに変換され、パーキンソン病の症状を緩和します。

脳と脊髄を取り囲む CSF から血液を分離する血液脳脊髄液 (CSF) 関門は、親油性の高い薬物の通過を許可します。薬物は CSF に入ることができますが、CSF のバルクフローによって継続的に除去されるため、高濃度を維持することが困難です。興味深いことに、スルファメトキサゾールなどの特定の薬物は、脳領域よりも CSF で高濃度を達成できます。

妊娠中の血液胎盤関門は、分子量が 1000 Da 未満の中程度から高度に脂溶性の薬物の通過を許可します。バルビツール酸、ステロイド、抗けいれん薬などの物質は、単純な拡散によってこの関門を通過することができ、胎児のこれらの薬物への曝露に影響を与えます。

これらの関門に加えて、精巣内のセルトリ細胞間の密着結合によって形成される血液精巣関門が重要な役割を果たします。この関門は、薬物の精母細胞への通過を制限し、発達中の精子細胞を保護します。排出ポンプは、ドキソルビシンなどの細胞毒性薬物の侵入を防ぎ、精子形成の繊細なプロセスを保護することで、この関門をさらに強化します。

これらの生理学的関門は複雑な門番として機能し、体内での薬物の分布を調節し、標的を絞った薬物送達を確実にし、重要な臓器とプロセスの完全性を維持します。これらの関門を理解することは、効果的な薬物療法を開発し、潜在的な副作用を最小限に抑えるために不可欠です。

薬物の分布は、いくつかの生理学的障壁によって支配されています。

単純な毛細血管内皮バリアは、ヘパリンなどの血液成分に結合したものを含め、600ダルトンを超える薬物の通過を制限します。

血液脳関門(BBB)は、ドーパミンなどの水溶性薬物を制限します。したがって、パーキンソン病はレボドパで治療され、レボドパはCNSに入り、そこでドーパミンに変換されます。

血液脳脊髄液関門は、主に高脂溶性薬物を可能にします。CSFに侵入した薬物は、CSFのバルクフローによる連続的な除去により、高濃度を達成するのに苦労する可能性があります。場合によっては、スルファメトキサゾールのように、薬物のCSF濃度が脳の濃度を超えることがあります。

血液胎盤関門により、分子量が1000ダルトン未満の中等度から高脂溶性の薬物が単純な拡散で交差します。

最後に、セルトリ細胞間の緊密な接合部によって形成される血液精巣関門は、精母細胞への薬物の通過を制限します。排出ポンプは、ドキソルビシンのような細胞毒性薬物の侵入をさらに防ぎます。