– 약은 어디에서 ‘어떤 모습’으로 존재할까?
연휴 지나고 다시 일상으로 돌아오셨죠?
조금은 무거운 주제지만, 오늘 내용은 제제학에서 정말 핵심입니다.
앞에서 용해도, 용출, 분배계수, 막투과까지 왔다면
이제 자연스럽게 등장해야 할 개념이 있습니다.
바로 pKa와 pH, 그리고 **이온화(ionization)**입니다.
약물이 몸 안에서
“분자형으로 존재하는지, 이온형으로 존재하는지”에 따라
용해도도, 흡수도 완전히 달라집니다.
오늘은 이 흐름을 정리해보겠습니다.
1️⃣ pKa란 무엇일까요?
pKa는
약물이 절반은 이온화되고, 절반은 비이온형으로 존재하는 pH를 말합니다.
즉,
pH = pKa 일 때
분자형 : 이온형 = 1 : 1
이게 가장 중요한 기준점입니다.
2️⃣ Henderson–Hasselbalch 식, 약학적으로 풀어보겠습니다
산성 약물의 경우 식은 이렇게 표현됩니다.
pH = pKa + log (이온형 / 비이온형)
이걸 수학 공식처럼 외울 필요는 없습니다.
약학적으로 해석하면 이렇게 됩니다.
✔ pH가 pKa보다 높으면?
→ log 값이 양수
→ 이온형이 더 많음
✔ pH가 pKa보다 낮으면?
→ log 값이 음수
→ 비이온형이 더 많음
핵심은 이겁니다.
pH와 pKa의 차이가
약물의 “형태”를 결정합니다.
3️⃣ 이온형 vs 비이온형, 왜 중요할까요?
약물은 두 가지 상태로 존재할 수 있습니다.
- 비이온형 (neutral form)
- 이온형 (charged form)
이 둘은 성질이 완전히 다릅니다.
| 이온형 | ↑ 잘 녹음 | ↓ 통과 어려움 |
| 비이온형 | ↓ 덜 녹음 | ↑ 통과 쉬움 |
즉,
- 물에 잘 녹으려면 → 이온형이 유리
- 막을 통과하려면 → 비이온형이 유리
여기서 항상 균형 문제가 생깁니다.
4️⃣ 아스피린 예시로 이해해봅시다
아스피린은 약산성 약물입니다.
pKa는 약 3.5 정도입니다.
이제 환경을 바꿔보겠습니다.
📍 위 (pH 1~2)
- pH < pKa
- 대부분 비이온형 상태
즉,
- 물에는 상대적으로 덜 녹지만
- 막투과에는 유리한 상태
그래서 전통적으로
“약산성 약물은 위에서 흡수된다”는 설명이 나옵니다.
📍 소장 (pH 6~7)
- pH > pKa
- 대부분 이온형 상태
즉,
- 물에는 잘 녹지만
- 막투과는 상대적으로 불리
하지만 실제 흡수는
소장에서 더 많이 일어나는 경우가 많습니다.
왜일까요?
- 표면적이 훨씬 넓고
- 체류 시간이 길고
- 혈류가 풍부하기 때문입니다.
그래서 흡수는
단순히 pH만으로 결정되지 않습니다.
5️⃣ pH에 따른 용해도 변화
약산성 약물을 기준으로 보면
- pH ↑ → 이온화 ↑ → 용해도 ↑
- pH ↓ → 이온화 ↓ → 용해도 ↓
약염기성 약물은 반대입니다.
이 때문에
약물마다 “잘 녹는 위치”가 달라집니다.
6️⃣ 위에서 잘 녹는 약 vs 장에서 잘 녹는 약
이제 정리해보겠습니다.
✔ 위에서 잘 녹는 약
- 보통 염기성 약물
- 위의 산성 환경에서 이온화 ↑
- 용해도 ↑
예:
- 약염기성 항히스타민제 등
✔ 장에서 잘 녹는 약
- 보통 약산성 약물
- pH 상승 시 이온화 ↑
- 용해도 ↑
이 차이 때문에
제형 전략이 달라집니다.
7️⃣ 장용정(enteric coating)이 등장하는 이유
어떤 약물은
위에서는 분해되거나
위 자극을 일으킬 수 있습니다.
그래서 위에서는 녹지 않고
장에 가서 녹도록 코팅을 합니다.
이 역시
pH와 이온화 개념을 이용한 제형 전략입니다.
8️⃣ 제제학 2장에서 이걸 강조하는 이유
pKa와 pH는
다음 개념들과 모두 연결됩니다.
- 용해도
- 용출
- 분배계수
- 막투과
- BCS 분류
이온화 개념을 이해하면
이 모든 게 하나로 연결됩니다.
Day 44 핵심 정리
- pKa는 약물이 절반 이온화되는 pH입니다.
- pH가 pKa보다 높으면(산성 약물 기준) 이온형이 증가합니다.
- 이온형은 용해도에 유리, 비이온형은 막투과에 유리합니다.
- 위와 장은 pH가 달라 약물 거동이 달라집니다.
- 제형 설계는 이온화 특성을 고려해 이루어집니다.
글을 마치며
약물은 몸 안에서
항상 “한 가지 모습”으로 존재하지 않습니다.
환경(pH)에 따라
형태가 달라지고,
그에 따라 용해도와 흡수가 달라집니다.
그래서 제제학에서는
pKa 하나만 알아도
절반은 이해한 것이라는 말이 나옵니다.
다음 글에서는
👉 약물 안정성(산화·가수분해·광분해)
이야기로 넘어가 보겠습니다.
여기서부터는
“몸에 들어가기 전, 약이 얼마나 버티는가”의 문제입니다.
— ssub0w0