Właściwości farmakokinetyczne
Lizyna

Właściwości farmakokinetyczne lizyny

Lizyna jest jednym z niezbędnych aminokwasów, który odgrywa kluczową rolę w syntezie białek oraz wielu procesach metabolicznych organizmu. Jako aminokwas egzogenny, musi być dostarczana z zewnątrz, ponieważ organizm nie jest w stanie samodzielnie jej syntetyzować. W preparatach farmaceutycznych lizyna występuje w różnych postaciach, takich jak lizyna jednowodna, octan lizyny lub chlorowodorek lizyny. Jej właściwości farmakokinetyczne obejmują procesy wchłaniania, dystrybucji, metabolizmu oraz eliminacji z organizmu.^{1 2}

Wchłanianie i biodostępność

Biodostępność lizyny i innych aminokwasów podawanych drogą dożylną wynosi 100%, ponieważ podawane są bezpośrednio do układu krążenia, z pominięciem procesów wchłaniania z przewodu pokarmowego.^{3 4 5}

W przypadku podawania preparatów zawierających lizynę w formie dootrzewnowej, jak w przypadku roztworu Nutrineal PD4, aminokwasy są wchłaniane do krwi z jamy otrzewnowej. Po upływie czasu zalegania w jamie otrzewnowej od 4 do 6 godzin, z roztworu dializacyjnego do krwi wchłania się od 70% do 80% podanych aminokwasów.⁶

W odróżnieniu od aminokwasów podawanych dożylnie, aminokwasy pochodzące z białek spożywanych z pokarmem najpierw przedostają się do układu żyły wrotnej, a dopiero następnie do krążenia ogólnoustrojowego. Natomiast aminokwasy podawane w infuzji dożylnej dostają się bezpośrednio do krążenia ogólnoustrojowego.^{7 8 9}

Karbocysteina z lizyną, jako forma lizyny stosowana w leczeniu chorób układu oddechowego, charakteryzuje się lepszą rozpuszczalnością w porównaniu do formy kwasowej, co umożliwia szybsze wchłanianie leku. Maksymalne stężenie w osoczu występuje w ciągu około 1-2 godzin po podaniu doustnym, w zależności od postaci farmaceutycznej.¹⁰

Dystrybucja

Po podaniu dożylnym lizyna, podobnie jak inne aminokwasy, zostaje włączona do osoczowej puli poszczególnych wolnych aminokwasów i jest dystrybuowana zgodnie z zapotrzebowaniem do płynu śródmiąższowego i przestrzeni wewnątrzkomórkowej różnych tkanek, gdzie ulega reakcjom metabolicznym, takim jak synteza białek i utlenianie.¹¹

Stężenia wolnych aminokwasów, w tym lizyny, w surowicy i w przestrzeni wewnątrzkomórkowej są endogennie regulowane w wąskim zakresie, zależnie od stanu patologicznego pacjenta. Zbilansowane roztwory aminokwasów nie zmieniają znacząco profilu aminokwasów, jeśli podaje się je w stałej i powolnej infuzji.^{12 13}

Skład roztworów aminokwasów stosowanych w żywieniu pozajelitowym jest opracowywany na podstawie wyników badań klinicznych metabolizmu aminokwasów po podaniu dożylnym. Ilości poszczególnych aminokwasów, w tym lizyny, dobierane są tak, aby osiągnąć jednorodny wzrost stężenia wszystkich aminokwasów w osoczu. Dzięki temu podczas infuzji zachowywane są fizjologiczne proporcje aminokwasów w osoczu, tzw. homeostaza aminokwasów.^{14 15 16}

Aminokwasy, w tym lizyna, są wbudowywane w różne białka w różnych tkankach organizmu. Ponadto każdy aminokwas występuje również w postaci wolnej we krwi i we wnętrzu komórek.^{17 18 19}

Metabolizm

Aminokwasy, w tym lizyna, które nie biorą udziału w syntezie białek, podlegają różnym szlakom metabolicznym. Główne procesy metaboliczne obejmują:

• Oddzielenie grupy aminowej od szkieletu węglowego poprzez proces transaminacji^{20 21}
• Utlenianie łańcucha węglowego bezpośrednio do CO2 lub wykorzystanie go jako substratu do glukoneogenezy w wątrobie^{22 23}
• Metabolizm grupy aminowej w wątrobie do mocznika^{24 25}

^{26 27}

Aminokwasy mogą być również wykorzystywane przez organizm jako prekursory w różnych szlakach metabolicznych, w procesie biosyntezy wielu cząsteczek zawierających azot, takich jak nukleotydy, hemoglobina, cząsteczki sygnałowe (np. tyroksyna, dopamina, adrenalina) lub koenzymy (dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy).^{28 29}

W przypadku karbocysteiny z lizyną, metabolizm przebiega głównie poprzez acetylację, dekarboksylację i sulfooksylację.³⁰

Eliminacja

Tylko niewielkie ilości aminokwasów, w tym lizyny, podanych w infuzji są eliminowane przez nerki w postaci niezmienionej.^{31 32 33}

Eliminacja lizyny i innych aminokwasów może być upośledzona w przypadku niewydolności nerek, co może prowadzić do zwiększenia czasu ich półtrwania w organizmie.³⁴

W przypadku karbocysteiny z lizyną, okres półtrwania wynosi około 2 godzin, a sama karbocysteina i jej metabolity są wydalane przez nerki.³⁵

Okres półtrwania

Biologiczne okresy półtrwania aminokwasów w osoczu, w tym lizyny, zależą od różnych czynników, takich jak wiek pacjenta oraz jego sytuacja metaboliczna.³⁶

U zdrowych osób okresy półtrwania większości aminokwasów w surowicy wynoszą od 10 do 30 minut.³⁷

Dla poszczególnych aminokwasów okresy półtrwania mogą się znacznie różnić – od 3 minut dla kwasu glutaminowego do 14 minut dla histydyny. W przypadku niewydolności nerek wartości te ulegają zwiększeniu.³⁸

Szczególne populacje pacjentów

Pacjenci z niewydolnością nerek

U pacjentów z niewydolnością nerek okres półtrwania aminokwasów, w tym lizyny, ulega wydłużeniu w porównaniu do osób zdrowych.³⁹

Pacjenci pediatryczni

Biologiczne okresy półtrwania aminokwasów w osoczu u dzieci zależą od wieku dziecka oraz jego sytuacji metabolicznej. Dodatkowo, eliminacja aminokwasów przez nerki zależy od stopnia dojrzałości nerek dziecka oraz ogólnego stanu zdrowia.⁴⁰

Prawidłowy wzrost i rozwój płodu zależą od ciągłej dostawy aminokwasów do płodu przez organizm matki. Łożysko jest odpowiedzialne za transport aminokwasów między dwoma układami krążenia.^{41 42}

Pacjenci z poważnymi zaburzeniami czynności narządów

Specyficzne zmiany w fizjologicznej puli aminokwasów osocza mogą wystąpić w przypadku poważnych zaburzeń czynności podstawowych narządów, takich jak wątroba lub nerki. W takich przypadkach, aby przywrócić homeostazę, można zalecić stosowanie roztworów aminokwasów o specjalnym składzie.⁴³

Interakcje farmakokinetyczne

U pacjentów, u których konieczne jest stosowanie żywienia pozajelitowego, często występuje ograniczona tolerancja glukozy, co może wymagać podania dodatkowych dawek insuliny. Stężenia elektrolitów są regulowane zgodnie z wewnątrzkomórkowymi oraz zewnątrzkomórkowymi stężeniami poszczególnych jonów.⁴⁴

Eliminacja elektrolitów zależy od indywidualnych wymogów, stanu metabolicznego, a także wydolności nerek pacjenta.⁴⁵