Thận là cơ quan chính để bài tiết các chất tan trong nước. Hệ thống mật góp phần bài tiết đến mức thuốc không bị hấp thu lại từ đường tiêu hóa (GI). Nói chung, sự đóng góp của ruột, nước bọt, mồ hôi, sữa mẹ và phổi để bài tiết là rất nhỏ, ngoại trừ việc thở ra các thuốc gây mê dễ bay hơi. Sự bài tiết qua sữa mẹ có thể ảnh hưởng đến trẻ sơ sinh bú sữa mẹ (xem bảng Một số thuốc chống chỉ định phụ nữ cho con bú).
Chuyển hóa qua gan thường làm tăng độ phân cực và độ tan trong nước của thuốc. Các chất chuyển hóa sẽ dễ dàng được bài tiết hơn.
(Xem thêm Tổng quan về Dược động học.)
Bài tiết qua thận
Lọc thận là quá trình bài tiết hầu hết các thuốc. Khoảng một phần năm huyết tương đến cầu thận được lọc qua các lỗ trong nội mạc cầu thận; gần như toàn bộ nước và hầu hết các chất điện giải đều thụ động và tích cực tái hấp thu từ ống thận vào lại tuần hoàn. Tuy nhiên, các hợp chất phân cực, chủ yếu là các chất chuyển hóa, không thể khuếch tán trở lại vào tuần hoàn và được bài tiết trừ khi không có cơ chế vận chuyển chuyên biệt để tái hấp thu (ví dụ như glucose, ascorbic acid và vitamin B). Khi lão hóa bài tiết thuốc qua thận giảm (xem bảng Ảnh hưởng của quá trình lão hóa đến chuyển hóa và thải trừ thuốc); ở tuổi 80, độ thanh thải thường giảm xuống một nửa so với tuổi 30. Sự bài tiết thuốc qua thận cũng có thể thay đổi theo các tình trạng sức khỏe khác nhau. Ở những bệnh nhân nguy kịch, thương tổn thận có thể tạm thời làm giảm bài tiết thuốc qua thận; ngược lại, tăng độ thanh thải ở thận (ví dụ như ở những bệnh nhân bị bệnh nguy kịch có thể trẻ hơn và chức năng thận còn nguyên vẹn) có thể tăng cường bài tiết thuốc qua thận, dẫn đến nồng độ thuốc trong huyết tương dưới mức điều trị của một số loại thuốc, đặc biệt là thuốc kháng khuẩn, ở cả trẻ em và người lớn (để đánh giá, xem [1]).
Các nguyên tắc đi qua màng kiểm soát thuốc đến thận. Các thuốc ở dạng liên kết với protein huyết tương vẫn ở trong tuần hoàn; chỉ có thuốc ở dạng không liên kết qua được lọc cầu thận. Các dạng thuốc chưa được ion hoá và các chất chuyển hóa của chúng có khuynh hướng dễ dàng bị tái hấp thu từ dịch ống.
pH trong nước tiểu, thay đổi từ 4,5 đến 8,0, có thể ảnh hưởng rõ rệt đến sự hấp thụ và bài tiết thuốc do nước tiểu quyết định trạng thái ion hóa của một axit hoặc bazơ yếu (xem Khuếch tán thụ động). Việc axit hóa nước tiểu làm tăng khả năng hấp thu lại và giảm sự bài tiết các axit yếu, và ngược lại làm giảm sự hấp thu lại các bazơ yếu. Bazơ hóa nước tiểu có tác dụng ngược lại. Trong một số trường hợp quá liều, các nguyên tắc này được sử dụng để tăng cường bài tiết các bazơ hoặc axit yếu; ví dụ, nước tiểu được kiềm hóa để tăng cường bài tiết axit acetylsalicylic. Mức độ thay đổi pH trong nước tiểu làm thay đổi tốc độ loại bỏ thuốc phụ thuộc vào mức độ thải trừ qua thận trong toàn bộ sự thải trừ của cơ thể, mức độ phân cực của dạng không bị ion hóa và mức độ ion hóa của phân tử.
Sự bài tiết tích cực trong ống thận tại ống lượn gần rất quan trọng trong việc loại bỏ nhiều loại thuốc. Quá trình phụ thuộc vào năng lượng này có thể bị ức chế bởi các chất ức chế chuyển hóa. Khi nồng độ thuốc cao, vận chuyển được tiết ra có thể đạt đến giới hạn trên (vận chuyển tối đa); mỗi chất có một đặc tính vận chuyển tối đa.
Anion và cation được vân chuyển bởi các cơ chế vận chuyển riêng biệt. Thông thường, hệ thống bài tiết anion loại bỏ các chất chuyển hóa liên hợp với glycin, sulfat hoặc acid glucuronic. Các anion cạnh tranh với nhau để được bài tiết. Sự cạnh tranh này có thể được sử dụng trong điều trị; ví dụ, probenecid ngăn chặn việc bài tiết nhanh penicillin trong ống thận, dẫn đến nồng độ penicillin trong huyết tương cao hơn trong một thời gian dài. Trong hệ thống vận chuyển cation, các cation hoặc bazơ hữu cơ (ví dụ, pramipexol, dofetilid) được bài tiết bởi các ống thận; quá trình này có thể bị ức chế bởi cimetidin, trimethoprim, prochlorperazin, megestrol, hoặc ketoconazol.
Tài liệu tham khảo về bài tiết
1. Bilbao-Meseguer I, Rodríguez-Gascón A, Barrasa H, et al: Augmented renal clearance in critically ill patients: A systematic review. Clin Pharmacokinet 57(9):1107-1121, 2018. doi:10.1007/s40262-018-0636-7
Bài tiết qua mật
Một số loại thuốc và các chất chuyển hóa của chúng được bài tiết nhiều qua mật. Bởi vì chúng được vận chuyển qua biểu mô mật ngược với gradient nồng độ, cần vận chuyển bài tiết tích cực. Khi nồng độ thuốc trong huyết tương cao, vận chuyển bài tiết tích cực có thể đạt đến giới hạn trên (vận chuyển tối đa). Các chất có tính chất hoá lý tương tự nhau có thể cạnh tranh bài tiết với nhau.
Thuốc có trọng lượng phân tử > 300 g/mol với cả hai nhóm phân cực và thân mỡ có nhiều khả năng được bài tiết qua mật; các phân tử nhỏ hơn thường chỉ được bài tiết với số lượng không đáng kể. Sự liên hợp, đặc biệt với acid glucuronic, làm cho bài tiết dễ dàng qua mật.
Trong chu kỳ gan ruột, một thuốc bị bài tiết qua mật được tái hấp thu lại và vào tuần hoàn từ ruột. Bài tiết qua mật giúp loại bỏ các chất trong cơ thể chỉ trong phạm vi mà chu kỳ gan ruột không đầy đủ – khi một số thuốc tiết ra không bị tái hấp thu lại từ ruột.