Энтальпия в фармакологии. Энтропия на молекулярном уровне

Энтальпия (Я) связана с внутренней энергией системы. Поэтому в том случае, когда значение АН отрицательно, следует ожидать, что изменение свободной энергии также будет отрицательным. Мы можем сказать, таким образом, что по мере уменьшения свободной энергии вероятность нахождения молекул на низких энергетических уровнях становится больше. В то же время мы знаем, что имеется еще один фактор, который определяет распределение молекул по отдельным энергетическим уровням. В определенном смысле он соответствует числу доступных для системы энергетических уровней, т. е. мерой вероятности обнаружения молекулы в каком-то данном энергетическом состоянии.

Потому выражение для изменения свободной энергии должно быть записано в следующем виде: AG = (изменение нижнего энергетического уровня системы) — изменение характера распределения молекул по энергетическим уровням).

Соображения, рассмотренные выше, позволяют интерпретировать понятие энтропии на молекулярном уровне. Чем больше состояний в каждой данной энергетической области доступно для системы, тем выше ее энтропия. Эта способность к переходу систем в неупорядоченное состояние проявляется обычно с достаточной отчетливостью. При увеличении «беспорядка» в системе ее энтропия сильно возрастает, а величина свободной энергии значительно уменьшается. Поэтому мы можем утверждать, что любая система в течение времени будет спонтанно переходить в менее упорядоченное состояние. В результате прохождения этого процесса способность системы к совершению работы (в будущем) значительно уменьшится.

В сущности, величина энтропии системы определяет как раз ту часть ее внутренней энергии, которая не может быть превращена в работу. С увеличением энтропии системы (уменьшением ее упорядоченности) становится все более трудным создать условия для дальнейшего уменьшения свободной энергии (т. е. получения полезной работы).

энтальпия в фармакологии

Несмотря на большую познавательную и практическую ценность физического содержания процесса изменения свободной энергии оно представляет собой небольшую ценность для фармаколога. Основная цель фармаколога — извлечь полезную информацию из данных изменения свободной энергии, происходящей при протекании соответствующих реакций.

Для этого были выведены уравнения, устанавливающие связь между данной величиной и некоторыми другими величинами, которые с относительной легкостью могут быть определены в лабораторных условиях.

Распределение ионов по обе стороны полупроницаемой мембраны представляет собой еще один интересный и важный в биологическом смысле пример, имеющий значение и в фармакологии (каналопатии, блокаторы каналов). Его можно рассмотреть с помощью термодинамических методов. Для этого представим себе, что первоначально в отсеке В содержатся ионы Na+ и СГ, а в отсеке А ионы Na+ и Р- (белок).

В этих условиях ионы Na+ и ионы Сl- будут диффундировать через мембрану, чтобы установилось положение равновесия. Хотя ион Сl- свободно проникает через мембрану, ионы белка (Р~) не могут проникнуть через нее. Следовательно, наблюдаемое в этих условиях равновесное состояние существенно отличается от того, которое создалось бы в том случае, если бы белок мог свободно диффундировать через мембрану. Наступающее равновесие обычно называется равновесием Гиббса—Донанна (доннановским равновесием).

- Читать далее "Равновесие Гиббса—Доннана в фармакологии. Термодинамическое равновесие в фармации"

Оглавление темы "Распадаемость и растворимость лекарств":
1. Кинетика реакций в организме. Кинетика в фармакологии
2. Ингибирование ферментов. Модель Мехаэлиса—Ментен
3. Значение ферментов в организме. Ферментативные реакции
4. Фармакологические закономерности. Молекулярная интерпретация в фармакологии
5. Энтальпия в фармакологии. Энтропия на молекулярном уровне
6. Равновесие Гиббса—Доннана в фармакологии. Термодинамическое равновесие в фармации
7. Выход субстанции из лекарственной формы. Высвобождение фармакологического вещества
8. Классификация лекарственных форм. Распадаемость таблеток
9. Растворимость лекарств. Оценка растворимости твердых лекарственных форм
10. Взаимодействие лекарства и вспомогательных веществ. Комплексные соединения в лекарственных формах

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: