Wydalanie leków to procesy mające na celu usunięcie z organizmu leku i/lub jego metabolitów. Najważniejszymi drogami wydalania leku z organizmu są:

• wydalanie nerkowe (przez nerki z moczem),
• wydalanie z żółcią (przez żółć z kałem),
• wydalanie jelitowe (przez nabłonek jelita z kałem),
• wydalanie płucne (przez płuca).

Inne, mniej istotne drogi wydalania obejmują wydalanie:

• z potem,
• z mlekiem,
• ze śliną.

Związki o masie cząsteczkowej mniejszej niż 300 Da są eliminowane najczęściej przez nerki, podczas gdy większe cząsteczki wydalane są głównie z żółcią.

Kinetyka pierwszego rzędu

Podczas eliminacji (ale również wchłaniania i dystrybucji) leku z organizmu stężenie leku w ustroju (C) zmienia się jako funkcja czasu (t). Szybkość tej zmiany można przedstawić w postaci równania różniczkowego (dC/dt). Rzędowość wymienionych procesów może się zmieniać w trakcie przebywania leku w organizmie, np. szybkość absorbcji leku może być niezależna od dawki, a szybkość eliminacji zależna.

W kinetyce pierwszego rzędu szybkość zmian stężenia leku jest proporcjonalna do wartości stężenia. Jeżeli lek jest wydalany zgodnie z kinetyką pierwszego rzędu oznacza to, że w jednostce czasu wydalany jest za każdym razem taki sam ułamek dawki leku. Ponadto, w tym przypadku proces eliminacji leku nie ulega wysyceniu.

Warto zapamiętać, że eliminacja większości leków przebiega według kinetyki pierwszego rzędu. W momencie gdy dochodzi do wysycenia układów enzymatycznych odpowiedzialnych za wydalanie to kinetyka reakcji eliminacji zmienia się do zerowego rzędu.   

Kinetyka zerowego rzędu

Z kinetyką zerowego rzędu mamy do czynienia, gdy enzymy odpowiedzialne za wydalanie ulegną wysyceniu. W wyniku tego lek będzie wydalany ze stałą szybkością, niezależnie od stężenia leku. Zwiększa to ryzyko wystąpienia działań niepożądanych leku, gdyż nie pozwala na uzyskanie stanu równowagi między wchłanianiem a eliminacją. Przy wielokrotnym podaniu, zwłaszcza dużych dawek leku, kolejne podania powodują nieprzewidywalne zwiększanie stężenia leku w osoczu. Wartość okresu półtrwania leku eliminowanego zgodnie z kinetyką zerowego rzędu będzie wprost proporcjonalna do stężenia początkowego.

Wydalanie nerkowe

Leki o charakterze polarnym są wydalane przez nerki w postaci niezmienionej. Natomiast związki apolarne ulegają prawie w całości biotransformacji i usuwane są powstałe metabolity.

W procesie przesączania kłębuszkowego z krwi odfiltrowywany jest mocz pierwotny. Cząsteczki leku związane z białkami nie mogą przejść przez ten filtr. Warto wspomnieć, że szybkość przesączania kłębuszkowego może być znacznie mniejsza w różnych stanach chorobowych, a co za tym idzie można zaobserwować zmniejszenie wydalania nerkowego.

Wchłaniane zwrotne w nerkach można przyrównać do wchłaniania jelitowego. Substancje niepolarne wchłaniają się zwrotnie ze światła kanalików znacznie lepiej niż substancje polarne, dlatego mocno ograniczone jest wchłanianie zwrotne słabych zasad z kwaśnego moczu, co zaobserwujemy jako wzrost wydalania leku. Substancje niepolarne są łatwo reabsorbowane z moczu, natomiast polarne znacznie trudniej.

Ostatnim elementem wydalania nerkowego jest czynne wydzielanie nerkowe. Proces ten odbywa się za pośrednictwem białek transportowych. Systemy transportujące w kanaliku mają ograniczoną pojemność, dlatego łatwo dochodzi do współzawodnictwa pomiędzy różnymi związkami. Przykładem takiego współzawodnictwa jest relacja między probencydem a penicyliną. Probenecyd przedłuża działanie penicylin, gdyż zajmując odpowiedni system transportowy, zmniejszając wydzielanie aktywne penicyliny.

Wydalanie przez jelita

Przy wydalaniu jelitowym substancja jest wydzielana przez nabłonek jelita do jego światła. Tak dzieje się na przykład w wypadku substancji, które są substratami glikoproteiny P. Z kałem wydalane są głównie sole metali ciężkich.

Wydalanie przez drogi oddechowe

Szybkość eliminacji przez drogi oddechowe jest zależna od wentylacji i ukrwienia płuc. Proces ten zachodzi na drodze dyfuzji biernej, proporcjonalnie do gradientu stężeń lub ciśnienia parcjalnego pomiędzy krwią a powietrzem oddechowym. Przykładami leków, które wydalane są w ten sposób są anestetyki wziewne, alkohol oraz olejki eteryczne. Warto wspomnieć że niektóre związki są również wydalane przez gruczoły błony śluzowej oskrzeli (np. leki upłynniające wydzielinę oskrzeli).

Wydalanie przez skórę z potem

Przez nabłonek gruczołów potowych są głównie wydzielane niezjonizowane cząstki. W znacznym stopniu wydalana z potem jest tiamina i jej metabolit. Dlatego duże dawki witaminy B₁ stosowane są w celu odstraszenia komarów.

Wydalanie z mlekiem

Należy pamiętać, że w znacznym stopniu do mleka matki są wydalane antybiotyki i leki przeciwpadaczkowe. Może to spowodować u dziecka reakcje toksyczne bądź alergię.

Wydalanie ze śliną

Wydalanie leków ze śliną nie jest uważane za istotną drogę eliminacji leków, ponieważ przenikają one do śliny w małych ilościach, a po jej połknięciu mogą zostać ponownie wchłonięte. Wartość pH śliny w normalnych warunkach jest nieco niższa od wartości pH osocza, stąd stężenie słabych kwasów jest niższe, a słabych zasad wyższe niż stężenie ich frakcji wolnych w osoczu.