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Bioavailability DDS

バイオアベイラビリティに影響を及ぼす生理的要因

経口投与の際、BAに影響する因子

大半のファクター(因子)は、消化管に関するものである。それは当然のことで、薬物が経口投与された場合、消化管粘膜上皮から吸収されるからである。

消化管内(胃、小腸、大腸)の pH
消化管内(胃、小腸、大腸)の 蠕動運動
消化管内で分泌される消化酵素、胆汁、ムチンなどの分泌液
消化管内に残留(滞留)する内容物(食物)
腸内細菌叢
消化管の部位によって異なる上皮細胞の形態、機能、有効吸収面積
特殊輸送機構(能動輸送かかわるトランスポーターの種類や機能)
消化管上皮細胞における代謝(初回通過効果)
血流・リンパ流
門脈・静脈
サーカディアンリズムによるホルモンの分泌のタイミングや分泌量

消化管の特徴

消化管は、口腔から直腸(肛門管)までのつづく「管」であるが、その形態と機能は各部によって異なっている。この消化管の特徴を理解することが製剤化研究、特に徐放性製剤を製剤開発する上で重要となる。

口腔
口から咽頭までの長さは15 cm、唾液の分泌量は約1~1.5 L
存在する酵素:アミラーゼ、リゾチーム
電解質濃度は血漿より低いが、バイカーボネート濃度は約2倍。
食道
全長は25 cm、通過時間は数秒、粘液が分泌される
弾力性に富む構造、食物通過時には直径約3 cmまで拡張する
通過時間は約1~5時間、 炭水化物<タンパク質<脂肪
空腹時の胃酸の分泌量: 8 ~ 15 mL/hr、pH 0.5 ~ 1.5、
塩酸濃度は約150 mM
存在する酵素:ペプシノーゲン
小腸
通過時間は4 ~ 5時間
十二指腸(duodenum)
全長は20 ~ 30 cm、膵液を分泌(0.5 – 1.5 L/day)
存在する酵素:エンテロキナーゼ
膵臓からアミラーゼ、トリプシノーゲンなどが分泌
膵液には酵素だけでなく、バイカーボネートも含まれる
空腸(jejunum)
全長は2 m、粘液を分泌、腸内細菌叢あり
輪状ヒダが発達
回腸(ileum)
全長は3 m、粘液を分泌、腸内細菌叢あり
パイエル板が存在
大腸
S状結腸までの全長は約1.5 ~2 m、通過時間は7 ~ 22時間
盲腸(cecum)上行結腸(ascendimg colon)
通過時間は1 時間、粘液を分泌、腸内細菌叢あり
横行結腸(transverse colon)
通過時間は3 時間、粘液を分泌、腸内細菌叢あり
下行結腸descending colon・S状結腸(sigmoid colon)
通過時間は3 ~15 時間、粘液を分泌、腸内細菌叢あり
直腸(rectum)
全長は12 cm、通常は内容物なし
肛門管(anus)
全長は4 cm、門脈回避ルートが存在
出典: 生化学データブック I.  生体物質の諸性質 生体の組織、日本生化学会編(1979)

絶食時におけるヒト消化管内要因変動範囲
胃液のpH1.2 ~ 7.6
胃液の分泌速度5 ~ 180 mL/h
胃液の表面張力35 ~ 50 dyne/cm2
十二指腸内のpH3.1 ~ 6.7
十二指腸部の胆汁酸濃度5.7 ± 1.2 mM
十二指腸の収縮圧< 3 ~ 30 mmHg
空腸内の粘液の流速0.73 ± 0.11 mL/min
回腸内の粘液の流速1.8 ± 0.4 mL/min
出典: 医薬品研究 24, 1031 – 1041 (1993)