4.3: 약물 분포에 영향을 미치는 요인: 생리적 장벽

신체 내 약물 분포는 물질의 통과를 제어하는 ​​다양한 생리적 장벽에 의해 복잡하게 조절됩니다. 여기에는 모세혈관 내피 장벽, 혈액-뇌, 혈액-뇌척수액, 혈액-태반 및 혈액-고환 장벽이 포함됩니다.

모세혈관 내피 장벽은 600Da(달톤) 미만의 작은 분자만 통과시킵니다. 또한 혈액 성분에 결합된 헤파린과 같은 약물을 제한하여 혈류 내에서의 이동을 제한합니다.

혈액-뇌 장벽(BBB)은 순환하는 혈액과 뇌의 세포외액을 분리하는 특수한 반투과성 세포막입니다. 이 장벽은 단단히 뭉친 내피 세포, 성상세포 말단 발 및 기저막으로 구성되어 매우 선택적인 인터페이스를 만듭니다. BBB는 작은 친유성 분자와 필수 영양소와 같은 특정 물질만 통과시키는 반면, 도파민과 같은 수용성 약물의 유입은 제한합니다. 그러나 파킨슨병과 같은 신경계 질환의 경우 BBB를 통과할 수 있는 약물인 레보도파를 투여합니다. 중추 신경계(CNS) 내부에서 레보도파는 도파민으로 전환되어 파킨슨병의 증상을 완화합니다.

뇌와 척수를 둘러싼 뇌척수액(CSF)과 혈액을 분리하는 혈액-뇌척수액(CSF) 장벽은 매우 친유성 약물의 통과를 허용합니다. 약물은 CSF에 들어갈 수 있지만 CSF의 대량 흐름에 의한 지속적인 제거로 인해 높은 농도를 유지하는 데 어려움이 있습니다. 흥미롭게도 술파메톡사졸과 같은 특정 약물은 뇌 영역보다 CSF에서 더 높은 농도를 달성할 수 있습니다.

임신 중 혈액-태반 장벽은 분자량이 1000Da 미만인 중간에서 높은 지질 용해성 약물의 통과를 허용합니다. 바르비투르산염, 스테로이드 및 항경련제와 같은 물질은 단순 확산을 통해 이 장벽을 통과하여 태아가 이러한 약물에 노출되는 데 영향을 미칠 수 있습니다.

이러한 장벽 외에도 고환의 세르톨리 세포 사이의 밀착 접합으로 형성된 혈액-고환 장벽은 중요한 역할을 합니다. 약물이 정자 세포로 통과하는 것을 제한하여 발달 중인 정자 세포를 보호합니다. 유출 펌프는 독소루비신과 같은 세포독성 약물의 유입을 방지하여 이 장벽을 더욱 강화하여 정자 형성의 섬세한 과정을 보호합니다.

이러한 생리적 장벽은 복잡한 게이트키퍼 역할을 하여 신체 내 약물 분포를 조절하고 표적 약물 전달을 보장하며 중요한 장기와 과정의 무결성을 유지합니다. 이러한 장벽을 이해하는 것은 효과적인 약물 요법을 개발하고 잠재적인 부작용을 최소화하는 데 필수적입니다.

약물 유통은 몇 가지 생리적 장벽에 의해 좌우됩니다.

단순 모세혈관 내피 장벽은 헤파린과 같은 혈액 성분에 결합된 약물을 포함하여 600 Dalton보다 큰 약물의 통과를 제한합니다.

혈액뇌장벽(BBB)은 도파민과 같은 수용성 약물을 제한합니다. 따라서 파킨슨병은 중추신경계로 들어가 도파민으로 전환될 수 있는 레보도파로 치료됩니다.

혈액-뇌척수액 장벽은 주로 지용성이 높은 약물을 허용합니다. CSF에 유입된 약물은 CSF의 벌크 흐름에 의한 지속적인 제거로 인해 고농도에 도달하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 때로는 약물의 CSF 농도가 설파메톡사졸과 같이 대뇌 농도를 초과할 수 있습니다.

혈액-태반 장벽은 분자량이 1000 Daltons 미만인 중등도에서 고도의 지용성 약물이 간단한 확산으로 통과할 수 있도록 합니다.

마지막으로, Sertoli 세포 사이의 긴밀한 접합부에 의해 형성된 혈액-고환 장벽은 정자 세포로의 약물 통과를 제한합니다. 유출 펌프는 독소루비신과 같은 세포 독성 약물의 유입을 더욱 방지합니다.