약물의 흡수, 분포

약물은 생체내에서 흡수, 분포, 대사 및 배설되기 위해 생체막을 통과합니다.
생체의 세포막은 세 개의 층으로 구분되어 있는데, 바로 내층과 외층, 중간층입니다.

내층과 외층은 단백질과 탄수화물이 결합된 물질로 구성되어 있고 친수성입니다.
중간층은 지질로 되어있는데 중간충의 인지질 성분 중 글리세롤과 인산기는 친수성이며 지방산은 소수성으로 되어있습니다. 이러한 원리로 중간층에서는 소수성과 친수성 물질을 모두 투과할 수 있습니다.
 

 

세포막을 통한 약물이동

 
세포막을 통한 약물이동에는 수동이동과 특수이동이 있습니다.

수동이동은 다시 단순확산과 여과를 나뉩니다.
 
단순확산은 세포막을 기준으로 약물분자의 농도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 이동하는 현상으로 이러한 현상은 양쪽 분자 농도가 같아질 때까지 계속됩니다. 
여과는 세포막의 작은구멍을 통해 약물분자나 용매가 압력의 차이로 이동하는 현상입니다. 신장의 사구체여과 원리가 이에 해당합니다.
 
특수이동은 능동이동과 촉진확산, 음세포작용으로 나뉩니다.
능동이동은 약물이 운반체에 의해 에너지를 소모하면서 농도가 낮은 쪽에서 높은 쪽으로 역행하여 이동하는 현상입니다. 각종 이온이나 아미노산, 포도당의 흡수 등이 이에 해당합니다.
 
촉진확산은 약물이 운반체에 의해 이동하면서 농도경사에 순행하는 현상입니다.
 
음세포작용은 아메바가 위족을 이용해서 세포밖의 물질을 삼키는 원리와 같이 어떤 약물이 세포막에 흡착되면 그 막의 부위가 일그러져서 내부로 들어가는 형상입니다. 식세포작용이라고도 합니다.
 

 

약물의 흡수

약물의 투여경로에는 입으로 먹는 경구적 경로와, 입 외의 경로로 흡수하는 비경구적 경로가 있습니다. 

경구투여는 위장관에서, 피하주사와 근육내주사는 주사부위의 모세혈관에서, 국소투여는 피부혈관이나 점막을  혈관에서, 흡입마취는 폐포를 통해서 혈액 내로 흡수됩니다.
 
경구투여한 약물은 대부분 소장에서 흡수됩니다. 소장에는 점막에 무수한 융모가 있어서 흡수 표면적이 위점막보다 600배나 넓습니다. 또한 소장의 연동운동과 융모운동이 흡수를 촉진합니다. 소장에서 흡수된 약물은 문맥을 거쳐 간장으로 들어가 대사 되고, 심장을 거쳐 전신 순환하며 작용부위에 도착합니다.
 
경구투여의 단점은 위장내용물의 여부에 따라 흡수차가 존재한다는 것입니다.
또 위액이나 장액에 의해 약물이 파괴되어 효력이 없어지거나 약해기도 하며, 위장을 자극하기도 합니다. 
 
경구투여 시 영향을 미치는 요소에는 약물의 투여형태와 위장관내의 산도, 위장 내용물의 존재여부 등이 있겠습니다.
먼저 약물의 투여형태는 용액, 현탁액, 분말, 캡슐, 정제 순으로 빠릅니다. 위장관에서 약물의 흡수는 일반적으로 단순확산 원리를 적용하지만 지용성이 큰 약물과 분자량이 적은 약물 그리고 비이온형 약물이 잘 흡수됩니다.
 
경구투여약물의 흡수는 위장관내의 pH에 의해 좌우되기도 합니다. 아스피린 같은 산성약물은 위에서 잘 흡수되나 퀴논 같은 알칼리 약물은 위에서 이온화되므로 흡수가 되지 않습니다. 

비경구투여는 경구투여 이외의 투여방법입니다.
비경구투여의 장점은, 위장내용물의 존재여부에 관계없이 흡수속도가 빠르다는 것입니다. 약물이 위장 내에서 파괴되는 것도 막을 수 있습니다. 또 위장 자극작용을 피할 수 있습니다. 
 
비경구투여의 단점은 국소 자극작용이 있다는 것입니다. 또 소독과 멸균과정이 필요합니다. 경구투여에 비해 복잡하고 가격이 비싼 편입니다.
 

 

 

그럼 비경구투여 경로의 세부항목을 살펴봅니다.
 
먼저 피하주사입니다.
피하주사는 주사부위의 모세혈관에서 흡수됩니다.
경구투여와 달리 위장관내에서 소화핵의 영향을 받지 않으며 간을 통과하지 않으므로 약물의 변화가 적은 편입니다.
그러므로 약물에 따라 차이가 있으나 경구투여의 최대 1/2의 양으로 같은 치료효과를 얻을 수 있습니다. 피하주사는 주로 용액이나 현탁액 등이며 너무 자극성이 강하거나 부식성이 있는 약물을 사용해서는 안됩니다. 
 
다음은 근육 내 주사입니다.
피하조직에 자극을 주는 약물은 흔히 근육 내주사를 통해 투여합니다.
근육 내 주사는 혈관을 통해 흡수를 빨리할 수 있다는 점과 통증이 적고 자극성 있는 약물도 투여가 가능한 장점이 있습니다.
 
정맥내주사는 경구투여가 불가능하거나 그 외 수액이 필요한 경우에 정맥 내로 약물이나 전해질, 영양소 등을 직접주입하는 방법입니다. 금식환자, 무의식환자 등에 필수적입니다.
정맥내주사는 작용이 신속하고 혈중농도를 일정하게 유지시킬 수 있으며 약물의 변화도 적습니다. 대개 용량은 경구투여의 최대 1/10의 양으로도 동등한 효과를 나타냅니다.
 

약물의 분포

 
약물의 분포에 영향을 주는 요인에는 크게 세 가지가 있습니다.
 
먼저 혈장 단백결합입니다.
혈액 내로 들어온 약물은 혈장단백질과 결합합니다. 이 약물을 단백결합약물이라 하며 단백질과 결합이 안된 약물을 비결합약물 혹은 유리약물이라고 합니다. 일차적으로 이 유리약물이 분포하여 약리작용을 나타내며 대사와 배설이 됩니다.
단백결합약물은 유리약물과 평행을 이룹니다. 따라서 약물의 저장고 역할을 하고 있습니다.
 
혈장단백질의 약물결합 능력에는 한도가 있어서 단백질이 약물로 포화가 된 후 약물을 더 투여하면 오히려 유리형 약물농도가 증가하여 독성을 나타낼 수 있어 조심해야 합니다. 또한 저단백혈증 환자에서는 약물의 유리형이 증가하여 독성이 쉽게 나타납니다. 
 

 

다음은 혈류입니다.
 
조직의 모세혈관의 혈류속도는 동일하지 않고 다양합니다.
뇌, 간으로 가는 혈류는 골격근육보다 크고 지방의 혈류는 속도가 느립니다.
 
마지막으로 혈액뇌관문입니다.
 
약물을 정맥내 주사하면 조직으로 약물이 잘 투과하지만 뇌내로는 신속하게 들어가지 못하는데 이는 혈액과 뇌사이에 글리아라는 장벽이 있기 때문입니다. 이를 혈액뇌관문이라 합니다. 중추신경계의 모세혈관은 이 글리아로 둘러싸여 있으므로 지용성약물은 잘 투과되나 수용성약물은 잘 투과되지 못합니다.