Pharmacokinetics of Drug Absorption: Drug Absorption Mechanism, Weak Acidic & Weak Basic Drugs, Bioavailability, First Pass Metabolism, Factors Affecting Drug Absorption & Enterohepatic Circulation

๐ŸŒˆ Pharmacokinetics of Drug Absorption: Drug Absorption Mechanism, Weak Acidic & Weak Basic Drugs, Bioavailability, First Pass Metabolism, Factors Affecting Drug Absorption & Enterohepatic Circulation



๐ŸŒŸ Introduction to Pharmacokinetics

๐Ÿ”ท Pharmacokinetics เค•ा เคฎเคคเคฒเคฌ เคนै:

➡️ “Body drug เค•े เคธाเคฅ เค•्เคฏा เค•เคฐเคคी เคนै”

๐Ÿ”ท Pharmacokinetics เค•े 4 major steps:

✔️ Absorption
✔️ Distribution
✔️ Metabolism
✔️ Excretion

➡️ เค‡เคธे short form เคฎें ADME เค•เคนเคคे เคนैं।


---

๐ŸŒŸ What is Drug Absorption?

๐Ÿ”ท Drug absorption เคตเคน process เคนै เคœिเคธเคฎें drug administration site เคธे blood circulation เคฎें enter เค•เคฐเคคी เคนै।

๐Ÿ”ท Main purpose:

✔️ Drug เค•ो systemic circulation เคคเค• เคชเคนुँเคšाเคจा
✔️ เคคाเค•ि drug target organ เคคเค• เคชเคนुँเคš เคธเค•े
✔️ เค”เคฐ pharmacological action produce เค•เคฐ เคธเค•े


---

๐ŸŒŸ Importance of Drug Absorption

๐Ÿ”ท เคฏเคฆि drug absorb เคจเคนीं เคนोเค—ी:

✔️ Blood เคฎें เคจเคนीं เคœाเคเค—ी
✔️ Target tissue เคคเค• เคจเคนीं เคชเคนुँเคšेเค—ी
✔️ Therapeutic effect เคจเคนीं เคนोเค—ा

➡️ เค‡เคธเคฒिเค absorption determine เค•เคฐเคคा เคนै:

✔️ Onset of action
✔️ Duration of action
✔️ Intensity of action
✔️ Bioavailability


---

๐ŸŒŸ Complete Process of Drug Absorption

๐Ÿ”ถ Step 1 → Drug Administration

๐Ÿ”ท Drug เคตिเคญिเคจ्เคจ routes เคธे เคฆी เคœा เคธเค•เคคी เคนै:

✔️ Oral
✔️ Sublingual
✔️ Intravenous
✔️ Intramuscular
✔️ Subcutaneous
✔️ Rectal
✔️ Inhalational


---

๐Ÿ”ถ Step 2 → Disintegration
๐Ÿ”ท Tablet เค›ोเคŸे particles เคฎें เคŸूเคŸเคคी เคนै।

➡️ Tablet → Granules → Fine particles

๐Ÿ”ถ Step 3 → Dissolution
๐Ÿ”ท Drug particles body fluid เคฎें dissolve เคนोเคคे เคนैं।
๐Ÿ”ท เค•ेเคตเคฒ dissolved drug เคนी absorb เคนोเคคी เคนै।

๐ŸŒŸ Important Point
✔️ “No dissolution = No absorption”

๐Ÿ”ถ Step 4 → Membrane Penetration
๐Ÿ”ท Drug biological membrane cross เค•เคฐเคคी เคนै।

Main membranes:
✔️ Gastric mucosa
✔️ Intestinal mucosa
✔️ Cell membrane

๐Ÿ”ถ Step 5 → Entry into Blood
๐Ÿ”ท Drug capillaries เคฎें enter เค•เคฐเคคी เคนै।

➡️ เคซिเคฐ systemic circulation เคฎें เคœाเคคी เคนै
➡️ เคซिเคฐ target organ เคคเค• เคชเคนुँเคšเคคी เคนै

---

๐ŸŒŸ Structure of Biological Membrane

๐Ÿ”ท Cell membrane mainly เคฌเคจी เคนोเคคी เคนै:
✔️ Phospholipid bilayer
✔️ Cholesterol
✔️ Proteins

๐Ÿ”ท Membrane nature:
✔️ Lipophilic

➡️ เค‡เคธเคฒिเค lipid soluble drugs เค†เคธाเคจी เคธे membrane cross เค•เคฐเคคी เคนैं।
---

๐ŸŒŸ Mechanisms of Drug Absorption

๐Ÿ”ท 1. Passive Diffusion

๐ŸŒˆ Definition
๐Ÿ”ท Drug high concentration เคธे low concentration เค•ी เคคเคฐเคซ move เค•เคฐเคคी เคนै।

๐ŸŒˆ Characteristics

✔️ Energy required เคจเคนीं
✔️ Carrier required เคจเคนीं
✔️ Most common mechanism
✔️ Non-saturable process

๐ŸŒˆ Mechanism

๐Ÿ”ท Non-ionized lipid soluble drug membrane เคฎें dissolve เคนोเคคी เคนै।

➡️ Membrane cross เค•เคฐเคคी เคนै
➡️ Blood เคฎें enter เค•เคฐเคคी เคนै

๐ŸŒˆ Examples

✔️ Aspirin
✔️ Diazepam
✔️ Phenytoin

๐ŸŒŸ Important Exam Point

✔️ Most drugs passive diffusion เคธे absorb เคนोเคคी เคนैं।

---

๐Ÿ”ท 2. Facilitated Diffusion

๐ŸŒˆ Definition
๐Ÿ”ท Carrier mediated transport without ATP.

๐ŸŒˆ Characteristics

✔️ Carrier required
✔️ ATP required เคจเคนीं
✔️ Saturable process

๐ŸŒˆ Example

✔️ Vitamin B12
---

๐Ÿ”ท 3. Active Transport

๐ŸŒˆ Definition
๐Ÿ”ท Drug concentration gradient เค•े against move เค•เคฐเคคी เคนै।

Low concentration → High concentration

๐ŸŒˆ Characteristics

✔️ ATP required
✔️ Carrier required
✔️ Saturable
✔️ Specific process

๐ŸŒˆ Examples

✔️ Levodopa
✔️ Methyldopa
✔️ Iron

๐ŸŒŸ Important Exam Point
✔️ Active transport requires ATP.
---

๐Ÿ”ท 4. Endocytosis

๐ŸŒˆ Definition
๐Ÿ”ท Cell membrane drug molecule เค•ो engulf เค•เคฐเคคी เคนै।

๐ŸŒˆ Example
✔️ Vitamin B12–Intrinsic factor complex

---

๐ŸŒŸ pH Partition Theory

๐ŸŒˆ Principle

✔️ Non-ionized drugs better absorb เคนोเคคी เคนैं
✔️ Ionized drugs poorly absorb เคนोเคคी เคนैं
---

๐ŸŒŸ Why Non-Ionized Drugs Absorb Better?

๐Ÿ”ท Non-ionized drugs:

✔️ Lipid soluble เคนोเคคी เคนैं
✔️ Membrane เค†เคธाเคจी เคธे cross เค•เคฐเคคी เคนैं

๐Ÿ”ท Ionized drugs:

✔️ Water soluble เคนोเคคी เคนैं
✔️ Membrane cross เคจเคนीं เค•เคฐ เคชाเคคी
---

๐ŸŒŸ Weakly Acidic Drugs Absorption

๐ŸŒˆ Rule

✔️ Weak acids acidic medium เคฎें non-ionized เคฐเคนเคคी เคนैं।

➡️ Better absorption

HA ⇌ H+ + A-
---

๐ŸŒˆ Mechanism

๐Ÿ”ท Stomach acidic pH maintain เค•เคฐเคคा เคนै।

✔️ Excess H+ ions present เคนोเคคे เคนैं

➡️ Reaction left side shift เค•เคฐเคคी เคนै

➡️ More HA form เคนोเคคा เคนै

✔️ HA = Non-ionized form

➡️ Better absorption
---

๐ŸŒˆ Examples

✔️ Aspirin
✔️ Phenobarbital
---

๐ŸŒŸ Weakly Basic Drugs Absorption

๐ŸŒˆ Rule

✔️ Weak bases alkaline medium เคฎें non-ionized เคฐเคนเคคी เคนैं।

➡️ Better absorption

BH+ ⇌ B + H+
---

๐ŸŒˆ Mechanism

๐Ÿ”ท Intestinal alkaline environment เคฎें:

➡️ More free base (B) form เคนोเคคा เคนै

✔️ B = Non-ionized form

➡️ Better absorption
---

๐ŸŒˆ Examples

✔️ Quinidine
✔️ Amphetamine
---

๐ŸŒŸ Henderson–Hasselbalch Equation

๐Ÿ”ท Weak Acid Formula

pH = pKa + log (A- / HA)
---

๐Ÿ”ท Weak Base Formula

pH = pKa + log (B / BH+)
---

๐ŸŒŸ Important Concept

๐ŸŒˆ เคฏเคฆि pH = pKa

✔️ 50% ionized
✔️ 50% non-ionized
---

๐ŸŒŸ Why Small Intestine is Main Site of Absorption?

๐Ÿ”ท Although stomach acidic เคนोเคคा เคนै…

✔️ เคซिเคฐ เคญी most drugs small intestine เคฎें absorb เคนोเคคी เคนैं।
---

๐ŸŒˆ Reasons

✔️ Huge surface area
✔️ Villi & microvilli present
✔️ Rich blood supply
✔️ Thin membrane
✔️ Long contact time
---

๐ŸŒŸ Factors Affecting Drug Absorption

๐Ÿ”ท 1. Lipid Solubility

✔️ More lipid soluble drug
➡️ Better absorption

๐ŸŒˆ Example
✔️ Thiopentone rapidly CNS เคฎें enter เค•เคฐเคคा เคนै
---

๐Ÿ”ท 2. Degree of Ionization
✔️ Non-ionized drugs เคคेเคœी เคธे absorb เคนोเคคी เคนैं
---

๐Ÿ”ท 3. Surface Area
✔️ Large surface area = Better absorption
---

๐Ÿ”ท 4. Blood Flow
✔️ More blood flow = Faster absorption

๐ŸŒˆ Example
✔️ Deltoid IM injection เคคेเคœी เคธे absorb เคนोเคคी เคนै
---

๐Ÿ”ท 5. Gastric Emptying Time

✔️ Fast gastric emptying:
➡️ Drug เคœเคฒ्เคฆी intestine เคฎें เคชเคนुँเคšเคคी เคนै
➡️ Faster absorption
---

๐Ÿ”ท 6. Food

✔️ Food absorption เค•ो:
✔️ Increase
✔️ Decrease
✔️ Delay
เค•เคฐ เคธเค•เคคा เคนै

๐ŸŒˆ Examples

✔️ Tetracycline + Milk
➡️ Calcium chelation
➡️ Reduced absorption

✔️ Griseofulvin + Fatty meal
➡️ Increased absorption
---

๐Ÿ”ท 7. Dosage Form

๐ŸŒˆ Absorption Order

Solution > Suspension > Capsule > Tablet > Coated tablet
---

๐ŸŒŸ Bioavailability

๐Ÿ”ท Definition
๐Ÿ”ท Fraction of administered drug that reaches systemic circulation unchanged.

Bioavailability (F) =
(Amount of drug reaching systemic circulation / Administered dose) × 100
---

๐ŸŒŸ Types of Bioavailability

๐Ÿ”ท Absolute Bioavailability
✔️ Oral dose เค•ो IV dose เคธे compare เค•เคฐเคคा เคนै

๐Ÿ”ท Relative Bioavailability
✔️ Different formulations เค•ो compare เค•เคฐเคคा เคนै

๐ŸŒŸ Important Point
✔️ IV route bioavailability = 100%
---

๐ŸŒŸ Parameters of Bioavailability

๐Ÿ”ท Cmax
✔️ Maximum plasma concentration

๐Ÿ”ท Tmax
✔️ Time required to reach Cmax

๐Ÿ”ท AUC (Area Under Curve)
✔️ Total drug exposure show เค•เคฐเคคा เคนै

➡️ Bioavailability indicate เค•เคฐเคคा เคนै

Bioavailability ∝ AUC
---

๐ŸŒŸ Noyes–Whitney Equation

๐Ÿ”ท Formula

dC/dt = DA(Cs − C) / h
---

๐ŸŒŸ Meaning

✔️ Smaller particle size
➡️ Faster dissolution
➡️ Faster absorption
---

๐ŸŒŸ First Pass Metabolism

๐Ÿ”ท Definition
๐Ÿ”ท Oral drug intestine เคธे absorb เคนोเคจे เค•े เคฌाเคฆ liver เคฎें metabolize เคนो เคœाเคคी เคนै before systemic circulation.

➡️ เค‡เคธे first pass metabolism เค•เคนเคคे เคนैं।

๐ŸŒŸ Mechanism of First Pass Metabolism

๐Ÿ”ถ Step 1
✔️ Oral drug intestine เคฎें absorb เคนोเคคी เคนै

๐Ÿ”ถ Step 2
✔️ Portal vein เค•े through liver เคฎें เคœाเคคी เคนै

๐Ÿ”ถ Step 3
✔️ Liver enzymes drug metabolize เค•เคฐ เคฆेเคคे เคนैं

Main enzymes:
✔️ CYP450 enzymes

๐Ÿ”ถ Step 4
✔️ Remaining active drug systemic circulation เคฎें เคœाเคคी เคนै

๐ŸŒŸ Consequences of First Pass Metabolism

✔️ Decreased bioavailability
✔️ Higher oral dose required
✔️ Some drugs orally ineffective
---

๐ŸŒŸ Drugs Showing High First Pass Metabolism

๐ŸŒˆ Cardiovascular Drugs
✔️ Nitroglycerin
✔️ Propranolol
✔️ Verapamil
✔️ Lidocaine

๐ŸŒˆ Opioids
✔️ Morphine

๐ŸŒˆ Hormones
✔️ Testosterone

๐ŸŒˆ CNS Drugs
✔️ Imipramine
✔️ Chlorpromazine
---

๐ŸŒŸ Why Nitroglycerin Given Sublingually?

๐Ÿ”ท Nitroglycerin liver เคฎें rapidly metabolize เคนो เคœाเคคी เคนै।

➡️ Oral bioavailability เคฌเคนुเคค low เคนोเคคी เคนै

✔️ Sublingual route liver เค•ो bypass เค•เคฐเคคा เคนै

➡️ Rapid action เคฎिเคฒเคคा เคนै
---

๐ŸŒŸ Enterohepatic Circulation

๐Ÿ”ท Definition

๐Ÿ”ท Drug liver → bile → intestine → reabsorption pathway follow เค•เคฐเคคी เคนै।

๐ŸŒŸ Importance
✔️ Drug action prolonged เคนोเคคा เคนै

๐ŸŒˆ Examples
✔️ Morphine
✔️ Oral contraceptives
---

๐ŸŒŸ Ion Trapping

๐Ÿ”ท Definition

✔️ Ionized drug particular pH environment เคฎें trap เคนो เคœाเคคी เคนै।

๐ŸŒŸ Clinical Importance

๐ŸŒˆ Aspirin Poisoning

✔️ Urine alkalinization เค•ी เคœाเคคी เคนै

➡️ Aspirin ionized เคนो เคœाเคคी เคนै
➡️ Reabsorption decreases
➡️ Excretion increases
---

๐ŸŒŸ Important Exam One-Liners

✔️ Most common absorption mechanism = Passive diffusion

✔️ Most important absorption site = Small intestine

✔️ IV route bioavailability = 100%

✔️ Non-ionized drugs absorb better

✔️ First pass metabolism mainly liver เคฎें เคนोเคคा เคนै

✔️ Nitroglycerin sublingual route เคธे เคฆी เคœाเคคी เคนै

✔️ Active transport requires ATP

✔️ Lipid soluble drugs rapidly membrane cross เค•เคฐเคคी เคนैं

✔️ Weak acids acidic pH เคฎें better absorb เคนोเคคी เคนैं

✔️ Weak bases alkaline pH เคฎें better absorb เคนोเคคी เคนैं


---