كيف يؤثر الطعام ودرجة الحموضة على عمل الأدوية في الجسم

يمكن أن يكون للأدوية تأثيرات قوية ومفيدة وضارة وغير عادية على أجسامنا. يُطلق على هذا المجال بأكمله  اسم الديناميكية الدوائية. غالبًا ما تنقسم حركية الدواء إلى:

الامتصاص - كيف يدخل الدواء إلى الجسم

التوزيع - أين يذهب الدواء في الجسم

الاستقلاب - كيف يتم تكسير الدواء كيميائيا

الإطراح - كيف يترك الدواء الجسم

يتم تفكيك معظم الأدوية وتكسيرها بواسطة إنزيمات الكبد، من خلال العمليات  التي يشير إليها الكيميائيون الحيويون باسم الاستقلاب في أنبوب الاختبار، تتأثر هذه التفاعلات الكيميائية بشدة بالحموضة. ولكن نظرًا لحدوثها في الدم،  فإن التوازن الحامضي القلوي عادةً ما يكون له دور ثانوي في عملية الاستقلاب لمعظم الأدوية. يصف الامتصاص مدى سرعة وشمول دخول الدواء إلى الجسم، ويصف الإطراح مدى سرعة وفعالية الجسم في التخلص من الدواء ولكن الاستقلاب يلعب دورا رئيسيا في المدة التي يظل فيها الدواء عند مستويات علاجية محتملة في الدم.

الهيدروجين لديه الكثير من الإمكانات

إن مقياس الرقم الهيدروجيني المكون من 14 نقطة لوغاريتمي، ومربك.                                                                                                                                                       إن أقوى الأحماض، يتم تمثيلها في الواقع بأصغر الأرقام. أقوى حمض له درجة حموضة 1، 7 محايد، والأرقام الأكبر من 7 تمثل القلويات. الرقم الهيدروجيني النموذجي للسوائل الجسدية المختلفة هو:

بلازما الدم 7.3-7.45

السائل النخاعي الشوكي 7.30-7.36

المعدة 1-3 (حمضية للغاية)

الأمعاء الدقيقة 4-7 (حمضية خفيفة إلى محايدة)

البول 5.8-7.5 (حمضية خفيفة إلى قلوية قليلاً)

تؤثر مستويات ثاني أكسيد الكربون في الدم على درجة الحموضة، حيث تجعل المستويات الأعلى الدم أكثر حمضية. يمكن التخلص من ثاني أكسيد الكربون الزائد عن طريق التنفس السريع، مما يدل على أن أجهزة الجسم الأخرى غير الجهاز الهضمي تساعد في تنظيم  التوازن الحامضي القلوي في الجسم. يظهر الرقم الهيدروجيني لمحتويات الجهاز الهضمي والجهاز البولي اختلافًا أكبر بكثير من الدم. يمكن أن يؤدي تناول الأطعمة الحمضية، وخاصة عصير البرتقال ومنتجات الحمضيات الأخرى، والمشروبات الغازية، ومكملات فيتامين سي، إلى تقليل الرقم الهيدروجيني، وزيادة حموضة محتويات المعدة. يمكن أن تزيد الأنظمة الغذائية الغنية بالبروتين أيضًا من الرقم الهيدروجيني للمعدة إلى حد ما. إن الأطعمة القادرة على تقليل حموضة المعدة بشكل كبير قليلة جدا ولكن العديد من الأدوية المضادة للحموضة يمكنها ذلك. تمنع مثبطات الهيستامين 2 (Pepcid/famotidine، Tagamet/cimetidine، Zantac/ranitidine) إطلاق الهيستامين في المعدة. ونظرًا لأن إطلاق الهيستامين يحفز خلايا المعدة على إنتاج وإطلاق الحمض، فإن مثبطات الهيستامين 2 تقلل من حموضة المعدة، عادةً لعدة ساعات بعد الاستهلاك. تعمل مثبطات مضخة البروتون (Prilosec/omeprazole، Nexium/esomeprazole، Prevacid/lansoprazole) على منع تكوين وإطلاق الحمض بواسطة خلايا المعدة. تميل إلى إحداث تغييرات أكبر وأطول في درجة حموضة المعدة مقارنة بحاصرات الهيستامين، ويمكنها تقليل الحموضة بنسبة تصل إلى 97٪، لمعظم اليوم.

إلقاء نظرة على pKa

ما يسميه الكيميائيون ثابت تفكك الحمض لجزيء، هو الرقم الهيدروجيني للمحلول الذي يوجد فيه هذا الجزيء في شكل جزيئي محايد بنسبة 50٪، وأشكال متأينة بنسبة 50٪. إن أرقام pKa مماثلة تمامًا لقيمة pH، حيث تكون الأرقام الأصغر أكثر حمضية. على سبيل المثال، قيمة pKa لميثيلفينيديت (ريتالين، كونسيرتا) هي 9.5، مما يجعلها قلوية خفيفة إلى معتدلة. وهذا يعني أنه في محلول محايد (درجة حموضة 7)، لا يتم تأين الكثير من ميثيلفينيديت.  وفي بيئة حمضية، سيتم تأين كمية أقل من ميثيلفينيديت.

ما علاقة هذا بالامتصاص أو الإطراح؟

لكي يحدث الامتصاص، لابد أن ينتقل الجزيء من محتويات الجهاز الهضمي، عبر غشاء الخلية،  وتتحرك الجزيئات المحايدة بسهولة أكبر عبر الدهون والبروتينات التي تشكل الأغشية الخلوية. تكافح الجسيمات المشحونة لعبور الأغشية الخلوية. ومع ذلك، في بعض الحالات، يمكن للخلية أن تنفق الطاقة لضخ الأيونات من الجهاز الهضمي إلى داخل الخلية. يتم امتصاص الأدوية الأساسية المعتدلة مثل ميثيلفينيديت بسهولة أكبر عندما تكون في محلول قريب من pKa. إذا أصبحت محتويات المعدة أكثر حمضية بسبب اتباع نظام غذائي غني بالأحماض، فإن ميثيلفينيديت غير المؤين موجود بشكل أقل، ويتم امتصاصه أقل. من ناحية أخرى، نظرًا لكيفية عمل الكلى، فإن العامل الأكثر أهمية للإطراح ليس التأين وعبور الأغشية الدهنية.  بل بدلاً من ذلك، ما يهم هو مدى تأين الجزيء في الدم نسبة إلى البول، والذي يحدد مدى سهولة انتشاره من محلول إلى آخر. إن زيادة حمضية البول عن طريق النظام الغذائي يزيد من معدل إفراز جزيء مثل الميثيلفينيديت. وبالتالي فإن الحموضة يمكن أن تشكل ضربة مزدوجة للعديد من الأدوية: حيث يتم امتصاصها بشكل أقل، ولكن يتم إطراحها بسرعة أكبر، وكلاهما يساهم في انخفاض مستويات الدواء في الدم.

ولكن ماذا يحدث في الحياة الواقعية؟

لماذا لا تتغير مستويات الأدوية لدى الجميع فجأة بسبب اتباع نظام غذائي عالي الحموضة؟  لسبب واحد، فإن متوسط درجة الحموضة في المعدة بعيد بالفعل عن pKa لمعظم الأدوية، بحيث يحدث امتصاص ضئيل للغاية هناك بالنسبة للامتصاص، تكون مساحة السطح عادة عاملاً أكبر من الحموضة. يحدث معظم امتصاص الأدوية في الأمعاء الدقيقة، وحتى لو كانت بداية الأمعاء الدقيقة أكثر حمضية من المعتاد، فستكون هناك مساحة كافية لامتصاص الدواء لاحقًا في القناة المعوية، حيث يكون الرقم الهيدروجيني أقرب إلى pKa للدواء. تؤثر خصائص الدواء أيضًا على الامتصاص. غالبًا ما تكون الأدوية البطيئة الإطلاق أو طويلة المفعول إما مغلفة بغلاف، أو محبوسة في مصفوفة كيميائية، تستغرق وقتًا طويلاً حتى تذوب. وهذا يجعلها أقل عرضة للتغيرات في حموضة المعدة، ومع ذلك، فإن بعض الطلاءات المتطورة، مثل Mydayis، وهو شكل بطيء الإطلاق من الأمفيتامين، مصممة لتذوب فقط عند درجة حموضة معينة. وهذا قد يجعلها أكثر حساسية من غيرها من أقراص الإطلاق البطيء للتغيرات في حموضة المعدة.