Jednowodna laktoza – informacje w pigułce (podsumowanie farmaceuty)
Jednowodna laktoza – najczęściej stosowana substancja pomocnicza, która pełni rolę wypełniacza, chroni lek przed wilgocią i stanowi nośnik substancji czynnej. Dzięki laktozie możemy uzyskać odpowiedni kształt i strukturę, co umożliwia formułowanie leku w postać tabletki. Występuje również w recepturze aptecznej, gdzie stosowana jest m.in. do rozcierek. Laktoza jednowodna nie ma wpływu na działanie leku. Jej zawartość w produktach leczniczych nie jest ujawniania przez producentów, a jej ilość może wahać się od 10 do nawet 80%.
Nietolerancja laktozy to problem który dotyczy coraz większej ilości osób, najczęściej starszych, ponieważ wraz z wiekiem zmniejsza się tolerancja enzymu, który rozkłada laktozę. Osoby z nietolerancją laktozy powinny wnikliwie czytać ulotki lub pytać farmaceutę o występujące w danym leku substancje pomocnicze, ponieważ regularne przyjmowanie leków z laktozą lub kilku leków zawierających laktozę jednocześnie może nasilić objawy nietolerancji.
Możliwe działania niepożądane: występują głównie u osób z nietolerancją laktozy. Może pojawić się ból brzucha, biegunka, niestrawność, uczucie pełności, wzdęcia, ból głowy.
Opracowanie: Aleksandra Rutkowska – technik farmaceutyczny – nr dyplomu T/50033363/10
Jednowodna laktoza – wszystko co musisz wiedzieć o tej substancji
Jednowodna laktoza, znana również jako α-laktoza monohydrat, to jedna z najważniejszych i najczęściej stosowanych substancji pomocniczych w przemyśle farmaceutycznym. Ta naturalna substancja, będąca cukrem mlecznym, odgrywa kluczową rolę w produkcji większości leków w postaci tabletek i kapsułek. Znajdziemy ją w przybliżeniu 60-70% wszystkich doustnych preparatów farmaceutycznych dostępnych na rynku. Dzięki swoim unikalnym właściwościom fizykochemicznym – takim jak stabilność, rozpuszczalność w wodzie, niską higroskopijność oraz doskonałą kompatybilność z substancjami czynnymi – laktoza monohydrat stała się niezastąpionym składnikiem nowoczesnej farmakoterapii. Jej znaczenie wykracza daleko poza rolę zwykłego wypełniacza – pełni funkcję spoiwa, środka rozpadającego, nośnika w inhalatorach proszkowych oraz stabilizatora w procesach liofilizacji. Pomimo swojego powszechnego zastosowania, substancja ta budzi pewne kontrowersje wśród osób z nietolerancją laktozy, co sprawia, że wiedza na jej temat jest szczególnie istotna dla pacjentów i pracowników służby zdrowia.
Charakterystyka chemiczna i struktura
Jednowodna laktoza to krystaliczna forma cukru mlecznego o wzorze chemicznym C₁₂H₂₂O₁₁·H₂O i masie molowej 360,31 g/mol. Jest to disacharyd składający się z jednej cząsteczki galaktozy i jednej cząsteczki glukozy połączonych wiązaniem β-1→4 glikozydowym. W naturze występuje głównie w mleku ssaków, stanowiąc około 4,8% składników stałych serwatki.
Struktura krystaliczna α-laktozy monohydrat charakteryzuje się wysoką stabilnością termodynamiczną. Kryształy mają charakterystyczny kształt przypominający tomahawk i wykazują doskonałe właściwości mechaniczne. W warunkach temperatur poniżej 93°C laktoza krystalizuje w formie monohydratu, podczas gdy powyżej tej temperatury powstaje bezwodna β-laktoza.
Proces produkcji farmaceutycznej laktozy polega na krystalizacji i oczyszczaniu serwatki sera lub permeatu mleka. Po krystalizacji materiał jest mielony i przesiewany w celu uzyskania określonego rozkładu wielkości cząstek, co wpływa bezpośrednio na właściwości funkcjonalne końcowego produktu.
Właściwości farmaceutyczne
Właściwości fizyczne
Laktoza monohydrat charakteryzuje się szeregiem unikalnych właściwości, które czynią ją idealnym materiałem pomocniczym w farmacji:
- Rozpuszczalność: Umiarkowana rozpuszczalność w wodzie (około 195 g/L w temperaturze 20°C)
- Stabilność: Wysoka stabilność chemiczna i fizyczna w szerokim zakresie temperatur
- Nietoksyczność: Doskonały profil bezpieczeństwa potwierdzony dziesięcioleciami stosowania
- Brak zapachu i smaku: Neutralne właściwości organoleptyczne
- Niska higroskopijność: Minimalne wchłanianie wilgoci z otoczenia
Właściwości reologiczne
Właściwości reologiczne laktozy monohydrat są kluczowe dla procesów produkcyjnych. Materiał wykazuje doskonałą sypkość przy odpowiednim rozkładzie wielkości cząstek oraz zadowalające właściwości zagęszczania. Energia przepływu ograniczonego zmniejsza się o około 13% wraz ze wzrostem prędkości przetwarzania z 10 mm/s do 150 mm/s, co świadczy o zależności od szybkości przepływu.
Zastosowania farmaceutyczne
Rola w produkcji tabletek
Laktoza monohydrat pełni kilka kluczowych funkcji w procesie produkcji tabletek:
- Wypełniacz (filler) – zapewnia odpowiednią masę tabletek, szczególnie ważne przy małych dawkach substancji czynnej
- Spoiwo (binder) – łączy cząstki w jednolitą strukturę tabletek
- Środek ułatwiający przepływ – poprawia właściwości sypkości mieszanki proszkowej
- Rozkruszacz – w pewnych formach wspomaga rozpadanie tabletek w organizmie
Metody produkcji tabletek z laktozą
Istnieją trzy główne metody wykorzystania laktozy w produkcji tabletek:
- Granulacja mokra: Najczęściej stosowana metoda, szczególnie odpowiednia dla formulacji o małych dawkach
- Granulacja sucha: Wykorzystuje doskonałe właściwości zagęszczania bezwodnej laktozy
- Prasowanie bezpośrednie: Wymaga specjalnie przygotowanych form laktozy o zwiększonej ściśliwości
Inhalatory proszkowe (DPI)
W inhalatorach proszkowych laktoza monohydrat służy jako nośnik dla drobnych cząstek leków. Substancja czynna musi mieć wielkość poniżej 5 μm, aby dotrzeć do głębokich części układu oddechowego. Laktoza zapewnia odpowiednie właściwości aerodynamiczne, stabilność i jednolitość formulacji, przy czym większość cząstek laktozy osadza się w jamie ustno-gardłowej, a jedynie aktywna substancja dociera do płuc.
Bezpieczeństwo stosowania
Nietolerancja laktozy
Nietolerancja laktozy to stan, w którym organizm nie produkuje wystarczającej ilości enzymu laktazy potrzebnego do trawienia laktozy. Dotyczy ona różnych populacji w różnym stopniu – podczas gdy tylko około 5% ludności północnoeuropejskiej wykazuje nietrwałość laktazy, w populacjach azjatyckich, afrykańskich i niektórych śródziemnomorskich odsetek ten może sięgać 90%.
Objawy nietolerancji laktozy
Typowe objawy nietolerancji laktozy obejmują:
- Wzdęcia brzucha i uczucie pełności
- Bóle brzucha i kolki jelitowe
- Biegunkę lub luźne stolce
- Nadmierne gazowanie
- Nudności
- Burczenie w brzuchu
Objawy zwykle pojawiają się 30 minut do 2 godzin po spożyciu produktów zawierających laktozę.
Laktoza w lekach a nietolerancja
Ważną informacją dla pacjentów z nietolerancją laktozy jest fakt, że ilość laktozy w lekach jest zazwyczaj bardzo mała – rzadko przekracza 2 gramy dziennie. Próg tolerancji dla większości osób z nietolerancją laktozy wynosi około 12 gramów (równowartość 250 ml mleka), co oznacza, że leki zawierające laktozę rzadko powodują objawy u dorosłych pacjentów.
Jednak osoby z ciężką nietolerancją laktozy lub alergią na białka mleka powinny unikać leków zawierających laktozę lub skonsultować się z lekarzem w sprawie alternatywnych opcji terapeutycznych.
Formy farmaceutyczne laktozy
Forma laktozy |
Właściwości |
Zastosowanie |
Krystaliczna α-laktoza monohydrat |
Stabilna, niska ściśliwość |
Granulacja mokra, kapsułki |
Bezwodna laktoza |
Wysoka ściśliwość, niska wilgotność |
Prasowanie bezpośrednie, substancje wrażliwe na wilgoć |
Laktoza spray-dried |
Sferyczne cząstki, dobra sypkość |
Prasowanie bezpośrednie |
Laktoza aglomerowana |
Połączenie dobrych właściwości sypkości i ściśliwości |
Tablettose, prasowanie bezpośrednie |
Regulacje prawne i standardy jakości
Laktoza monohydrat jest ściśle regulowana przez międzynarodowe farmakopeje, w tym Farmakopea Europejska (Ph. Eur.), Amerykańską Farmakopea (USP) oraz Japońską Farmakopea (JP). Zgodnie z wytycznymi Europejskiej Agencji Leków (EMA), obecność laktozy jako substancji pomocniczej musi być oznaczona na opakowaniu każdego leku ze względu na możliwe działania niepożądane u osób z nietolerancją.
Standardy jakości obejmują ścisłą kontrolę:
- Czystości chemicznej (minimum 99,0%)
- Zawartości wilgoci
- Poziomu endotoksyn (szczególnie w preparatach do inhalacji)
- Rozkładu wielkości cząstek
- Właściwości mikrobiologicznych
Interakcje i ograniczenia
Laktoza jako cukier redukujący może reagować z lekami zawierającymi grupy aminowe pierwotne i wtórne poprzez reakcję Maillarda, prowadząc do powstawania barwnych produktów degradacji. Ta właściwość ogranicza jej zastosowanie z pewnymi substancjami czynnymi wymagającymi specjalnej stabilizacji.
W przypadku leków wrażliwych na wilgoć preferuje się bezwodne formy laktozy ze względu na ich niższą zawartość wody (poniżej 0,5%).
Leczenie farmakologiczne nietolerancji laktozy
Dla pacjentów z nietolerancją laktozy dostępne są różne opcje farmakologiczne, które mogą znacznie poprawić jakość życia i umożliwić spożywanie produktów mlecznych.
Preparaty enzymu laktazy są najczęściej stosowanym rozwiązaniem. W Polsce dostępne są między innymi preparaty zawierające laktazę pochodzącą z drożdży lub pleśni, takie jak Lactrase, Lactosolv czy Lakcid. Enzymy te należy przyjmować bezpośrednio przed spożyciem posiłku zawierającego laktozę lub z pierwszym kęsem jedzenia. Dostępne są w formie tabletek, kapsułek lub kropli.
Probiotyki mogą również przynieść ulgę w objawach. Szczepy takie jak Lactobacillus acidophilus DDS-1 wykazują potencjał w łagodzeniu dolegliwości poprzez produkcję bakteryjnej laktazy w jelitach. Preparaty probiotyczne dostępne w Polsce to między innymi Lacidofil, Trilac czy Florastor.
Suplementacja wapnia i witaminy D jest zalecana dla osób unikających produktów mlecznych w celu utrzymania zdrowia kości. Preparaty takie jak Calcium D3, Caltrate Plus czy Osteocare zapewniają niezbędne składniki odżywcze.
W przypadku wtórnej nietolerancji laktozy, spowodowanej uszkodzeniem jelita cienkiego przez choroby takie jak celiakia czy choroba Crohna, kluczowe jest leczenie choroby podstawowej. Często przywraca to zdolność do trawienia laktozy.
Innowacje i rozwój technologiczny
Przemysł farmaceutyczny nieustannie rozwija nowe formy laktozy w celu poprawy właściwości funkcjonalnych. Współprzetworzone materiały pomocnicze, takie jak StarLac (85% α-laktoza monohydrat + 15% skrobia kukurydziana) czy MicroceLac (75% laktoza + 25% celuloza mikrokrystaliczna), oferują ulepszone właściwości dla prasowania bezpośredniego.
Najnowsze badania koncentrują się na wykorzystaniu spektroskopii terahercowej i spektroskopii w bliskiej podczerwieni do kontroli jakości i wykrywania form amorficznych w produktach farmaceutycznych. Te zaawansowane techniki analityczne umożliwiają precyzyjną kontrolę procesu produkcji i zapewnienie stabilności produktu końcowego.
Perspektywy przyszłości
Rynek farmaceutycznej laktozy rośnie dynamicznie – z wartości 1,67 miliarda dolarów w 2023 roku do przewidywanych 2,63 miliarda dolarów do 2031 roku. Ten wzrost napędzany jest rosnącym zapotrzebowaniem na substancje pomocnicze w krajach rozwijających się oraz postępem technologicznym w metodach produkcji.
Badania nad nowymi formami laktozy koncentrują się na poprawie rozpuszczalności, redukcji pylenia oraz zwiększeniu funkcjonalności w zaawansowanych systemach podawania leków. Szczególną uwagę zwraca rozwój samosmażących materiałów pomocniczych, które eliminują potrzebę dodawania zewnętrznych środków poślizgowych.
Parametr |
Wartość |
Znaczenie kliniczne |
Próg tolerancji u osób z nietolerancją |
~12g dziennie |
Większość leków mieści się w bezpiecznych granicach |
Zawartość w typowej tablecie |
100-200 mg |
Znacznie poniżej progu wywołującego objawy |
Rozpuszczalność w wodzie (20°C) |
195 g/L |
Zapewnia odpowiednie uwalnianie substancji czynnej |
Stabilność termiczna |
Do 150°C |
Umożliwia różne procesy produkcyjne |
Czy osoby z nietolerancją laktozy mogą bezpiecznie przyjmować leki zawierające laktozę monohydrat?
W większości przypadków tak. Ilość laktozy w lekach jest zwykle na tyle mała (rzadko przekracza 2 gramy dziennie), że nie powoduje objawów u większości osób z nietolerancją laktozy. Próg tolerancji wynosi około 12 gramów laktozy dziennie. Jednak osoby z ciężką nietolerancją powinny skonsultować się z lekarzem.
Jak rozpoznać, czy lek zawiera laktozę?
Laktoza musi być wymieniona na opakowaniu leku zgodnie z przepisami Europejskiej Agencji Leków. Może być oznaczona jako: lactose monohydrate, lactose hydrous, lactose anhydrous lub lactose spray-dried. Sprawdź skład na ulotce lub opakowaniu.
Czy istnieją alternatywy dla leków zawierających laktozę?
Tak, w wielu przypadkach dostępne są alternatywne formulacje bez laktozy lub można skorzystać z usług apteki przygotowującej leki (apteka recepturowa), która może przygotować lek bez laktozy. Skonsultuj się z lekarzem lub farmaceutą w sprawie dostępnych opcji.
Jakie są objawy przedawkowania laktozy z leków?
Przedawkowanie laktozy z leków jest bardzo rzadkie ze względu na małe ilości w preparatach. Gdyby jednak doszło do takiej sytuacji, objawy byłyby podobne do nietolerancji laktozy: wzdęcia, bóle brzucha, biegunkę i nadmierne gazowanie.
Czy laktoza w lekach może wpływać na poziom cukru we krwi?
Laktoza jest cukrem, ale ilości stosowane w lekach są na tyle małe, że praktycznie nie wpływają na poziom glukozy we krwi. Osoby z cukrzycą mogą bezpiecznie przyjmować leki zawierające laktozę monohydrat.
Dlaczego laktoza jest tak powszechnie stosowana w farmacji?
Laktoza łączy w sobie wiele pożądanych właściwości: niski koszt, szeroką dostępność, doskonałą stabilność, kompatybilność z większością substancji czynnych, neutralny smak i zapach oraz sprawdzone bezpieczeństwo stosowania. Te cechy czynią ją idealnym materiałem pomocniczym.
Czy dzieci mogą przyjmować leki z laktozą?
Tak, dzieci zazwyczaj mogą bezpiecznie przyjmować leki zawierające laktozę. Wrodzona nietolerancja laktozy jest niezwykle rzadka. Wtórna nietolerancja może wystąpić po infekcjach żołądkowo-jelitowych, ale zwykle jest czasowa.
Jak przechowywać leki zawierające laktozę?
Leki z laktozą należy przechowywać zgodnie z zaleceniami producenta, zwykle w suchym miejscu w temperaturze pokojowej. Laktoza monohydrat jest stabilna, ale należy chronić ją przed wilgocią i wysokimi temperaturami powyżej 150°C.
Czy laktoza może powodować reakcje alergiczne?
Sama laktoza rzadko powoduje reakcje alergiczne. Jednak w bardzo rzadkich przypadkach farmaceutyczna laktoza może zawierać śladowe ilości białek mleka, co może być problematyczne dla osób z alergią na białka mleka krowiego. W przypadku ciężkich alergii należy skonsultować się z lekarzem.
Jak długo można bezpiecznie stosować leki z laktozą?
Laktoza monohydrat nie ma ograniczeń czasowych stosowania – jest to substancja pomocnicza o bardzo dobrym profilu bezpieczeństwa. Długotrwałe stosowanie leków zawierających laktozę nie niesie ze sobą szczególnych ryzyk dla większości pacjentów.
Bibliografia
- Dominici S, Marescotti F, Sanmartin C, Macaluso M, Taglieri I, Venturi F, Zinnai A, Facioni MS. Lactose: Characteristics, Food and Drug-Related Applications, and Its Possible Substitutions in Meeting the Needs of People with Lactose Intolerance. Foods. 2022;11(10):1486. DOI: 10.3390/foods11101486 PMID: 35627056
- Baldrick P, Bamford DG. A toxicological review of lactose to support clinical administration by inhalation. Food Chem Toxicol. 1997;35(7):719-733. DOI: 10.1016/s0278-6915(97)00041-0 PMID: 9301657