第二章 藥物轉運1(藥物代謝動力學)

第二章藥物體內轉運主要內容：第一節(jié)概述第二節(jié)藥物跨膜轉運的影響因素第三節(jié)藥物的吸收第四節(jié)藥物的分布第五節(jié)藥物的排泄第六節(jié)多藥耐藥與外排轉運體第一節(jié)概述藥物體內過程第二節(jié)藥物跨膜轉運的影響因素一、生物膜組成：主要由糖、脂肪、蛋白質組成特點：1、類脂（脂溶性成分易于通過）2、通道（小分子化合物）3、轉運體（特殊化合物，營養(yǎng)物質）二、藥物的跨膜轉運方式1、被動擴散特點：

1）、順濃度梯度轉運2）、無選擇性，與藥物的油/水分配系數(shù)有關3）、無飽和現(xiàn)象

4）、無競爭性抑制作用

5）、不需要能量圖2-2.不同的酸性藥物的非離子型百分數(shù)與體系的pH值關系

2、孔道轉運特點：1）、主要為水和電解質的轉運2）、轉運速率與所處組織及膜的性質有關3、特殊轉運activetransport,carrier-mediatedtransport,receptor-mediatedtransport特點：1）、逆濃度梯度轉運2）、常需要能量3）、有飽和現(xiàn)象

4）、有競爭性抑制作用

5）、有選擇性其它轉運方式易化擴散：facilitatediffusion類似于主動轉運，但不需要能量胞飲：pinocytosis主要轉運大分子化合物第三節(jié)藥物吸收影響藥物吸收的因素一、劑型因素：藥物理化性質，劑型，賦形劑，制備工藝等。二、生理病理因素種族，年齡，性別，遺傳，飲食，胃腸pH,肝功能，運動一、藥物在胃腸道中的吸收胃腸道的生理特點

胃的生理特點藥物停留時間較短較小的吸收表面積強酸性和蛋白酶的破壞作用腸道的生理學特點較大的表面積藥物停留時間較長血流量豐富代謝酶的作用分泌功能2、藥物胃腸轉運轉運機制藥物通過不攪動水層藥物通過腸上皮藥物透過細胞間隙藥物通過淋巴吸收3、影響藥物胃腸吸收的因素1）藥物和劑型的影響2）胃排空時間的影響3）首過效應4）腸上皮的外排5）疾病6）藥物相互作用4、研究藥物胃腸道吸收的常用方法1）整體動物實驗法2）在體回腸灌流法3）離體腸外翻法4）Caco-2細胞模型Caco-2細胞模型的優(yōu)點1)可用于大量、快速篩選2）可在細胞水平上對藥物的吸收、轉運、和代謝進行研究3）可同時研究藥物對黏膜的毒性4）與人有同源性5）試驗結果的重現(xiàn)性一般比在體法好不足：酶和轉運蛋白的表達不完整，此外來源，培養(yǎng)代數(shù)，培養(yǎng)時間對結果有影響二、藥物在其他部位的吸收1、藥物在口腔粘膜的吸收特點：藥物吸收快且可避免首過效應對藥物性質及劑量有一定要求2、藥物在直腸的吸收特點：可避免首過效應可避免藥物對胃腸刺激性3、藥物透皮吸收特點：適用于劑量小，脂溶性大的藥物或局部作用的藥物具有緩釋作用，可減少給藥次數(shù)，使用藥更方便

藥物在其他部位的吸收4、藥物在肺部的吸收特點：表面積大吸收速度快避免酶的破壞5、藥物的眼部吸收特點：優(yōu)點：用藥方便，避免首過效應，可用于大分子藥物。缺點：易對眼部形成刺激，劑量易流失，藥物停留時間較短，不符合用藥習慣

藥物在其他部位的吸收6、藥物在鼻粘膜的吸收特點：有一定的吸收表面積，可避免首過效應，藥物因停留時間較短而影響吸收量7、藥物在肌肉中的吸收特點：過去較常用所以符合用藥習慣，對注射容量有一定限制，肌肉的血流量影響藥物的吸收速度8、皮下注射特點：適應于小劑量藥物和疫苗等，因不存在消化酶所以可用于多肽與蛋白質類藥物，吸收慢，作用時間長

第四節(jié)藥物的分布一、藥物的分布及其影響因素1、組織血流速率（灌注速率）

Kpt=

Q/Vt肝：t=1.94/(1580/1500)=1.8min脂肪：t=0.98/(260/12200)=46min2、膜擴散速率

血腦屏障胎盤屏障被動轉運的藥物的膜擴散速度取決于油/水分配系數(shù)3、藥物與血漿蛋白或組織成分的結合

蛋白種類：血漿蛋白（包括：白蛋白（與酸性、堿性、中性藥物均可結合），

α-酸性糖蛋白（可與堿性藥物結合），脂蛋白（可與中性藥物結合））組織蛋白（包括：

Y蛋白）4、藥物的再分布血漿游離藥物

組織1

組織2消除二、血漿蛋白結合率及常用的測定方法1、平衡透析法2、超過濾法血漿蛋白結合與藥物分布相關計算公式（1）式中，[D]表示血漿游離藥物濃度，[P]表示游離血漿蛋白濃度，[DP]表示藥物血漿蛋白復合物的濃度，K1和K2分別表示結合速率常數(shù)和解離速率常數(shù)。（2）式中Ka是藥物與血漿蛋白的結合常數(shù)，Kd表示解離常數(shù)，兩者都反應藥物與血漿蛋白結合親和力的大小。假設每個血漿蛋白分子上含有N個相互獨立，且親和力相當(Ka)的藥物結合位點，根據(jù)配體與大分子表面之間的Langmuir吸附等溫式，則有

（3）式中，r表示每摩爾血漿蛋白所能結合的藥物分子數(shù)，（4）式中，[Pt]表示總蛋白濃度。根據(jù)（3）式可以推導得（5）式，如下

計算方法(1)直接法直接以（3）式中r為縱坐標，以[D]為橫坐標作圖，當r=N/2時，[D]=1/Ka，當[D]>>1/Ka時，r≈N，如圖a。

(2)雙倒數(shù)法對（3）式兩邊取倒數(shù)得

在（6）式中，以1/r為縱坐標，以1/[D]為橫坐標作圖，則斜率為1/(NKa)，縱坐標截距為1/N，如圖b(3)Scatchard法將（3）式整理得，

以（7）式中r/[D]為縱坐標，r為橫坐標作圖，則斜率為-Ka，縱坐標截距為NK。如圖c。（二）與藥物結合的血漿蛋白種類及結合位點

人血漿中蛋白質種類繁多，達60多種，但是與藥物結合有關的主要有三種蛋白，為白蛋白（albumin），α-酸性糖蛋白（AGP）及脂蛋白（lipoproteins）。表？列舉了一些藥物的蛋白結合情況。（1）白蛋白（與酸性、堿性、中性藥物均可結合）人血漿白蛋白(HSA)是人血漿含量最多的蛋白質，約45g/L，占血漿總蛋白的60%。HSA為水溶性蛋白質，其等電點大約為pH5，在人生理pH值下荷負電，與酸性藥物的結合常在其N-末端基團。HSA主要由肝臟合成，占肝臟分泌蛋白的50%，半衰期大約為19天。HSA基因位于第4號染色體上，其初級翻譯產物為前白蛋白原(preproalbumin)。在分泌過程中切除信號肽，生成白蛋白原(proalbumis)。繼而在高爾基氏體經(jīng)組織蛋白酶B切除N末端的一個6肽片斷(精－甘－纈－苯丙－精－精)，成為成熟的白蛋白。白蛋白結合位點HSA是由585個氨基酸殘基組成的一條多肽鏈，含有35個半胱氨酸殘基(Cys),除Cys34外,其余形成17對二硫鍵。根據(jù)X-晶體衍射分析，白蛋白多肽鏈形成一個類似心型的形狀。HSA的二級結構包括I、II、III三個α-螺旋的結構域(domain)(如圖)，其中每個結構域又分為A和B兩個亞結構域(subdomain)，即IA，IB，IIA，IIB，IIIA和IIIB。Sudlow等人根據(jù)熒光探針置換法的結果認為大多數(shù)藥物的結合位點主要集中在兩大位點：siteI（華法林結合位點）和siteII（地西絆/吲哚結合位點），分別位于亞結構域的IIA和IIIA上。

siteI是位于IIA上的一個“袋裝”結構，內壁為氨基酸疏水側鏈，“袋口”由帶負電荷的氨基酸殘基包繞。與siteI結合的藥物多為二羥酸或中心帶負電荷的雜環(huán)分子。據(jù)文獻報道，siteI含有多個結合位點，且結合位點之間有所重復。另外，siteI與藥物分子結合具有“柔性”的特征，其空間構象是可變的，因此能夠結合較大的藥物分子。（2）α-酸性糖蛋白（可與堿性藥物結合）人血漿α-酸性糖蛋白（AGP）是由183個氨基酸殘基組成的單鏈，2-個二硫鍵（5-147和72-165），5個多聚糖鏈（占總重的42%）通過N-糖苷鍵于蛋白質上的天冬酰胺殘基相連接，如圖。AGP分子偏酸性，等電點約為pH3，主要肝臟合成和代謝，半衰期約為6天。因為分子內部帶負電，因此AGP多與堿性藥物結合。AGP是主要的急性時相反應蛋白，在急性炎癥時增高，可能與免疫防御功能有關。根據(jù)大分子結構分析技術，如圓二色柱、X-晶體衍射分析表明，AGP構象絕大多數(shù)為β折疊，

（3）脂蛋白（可與中性藥物結合）

血漿脂蛋白（Lipoprotein）是由蛋白質（載脂蛋白）和脂類組成的，脂類主要包括甘油三酯、膽固醇及其酯、磷脂等。載脂蛋白主要有apoA、B、C、D、E、J及apo（a）等類，每類載脂蛋白又可分為若干亞類，如apoA又分為AⅠ、AⅡ、AⅣ；apoB又分為B48及B100；apoC為CⅠ、CⅡ、CⅢ。幾種主要載脂蛋白的一級結構已確定，多數(shù)載脂蛋白與脂類結合的部位都在氨基酸鏈羧基末端的片段上。脂蛋白的分類方法很多，根據(jù)超速離心法分類，血漿脂蛋白可分為乳糜微粒(CM)，極低密度脂蛋白(VLDL)，低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)。血漿脂蛋白一般為球狀，其基本結構類似。脂蛋白的表面覆蓋極性分子或親水基團，如載脂蛋白（pr）、磷脂（pL）和游離膽固醇（C）的親水性基團朝向表面，使脂蛋白得以在血液中運輸。疏水分子或疏水基團構成脂蛋白的核心部分，如甘油三酯（TG）、膽固醇酯（ChE）、磷脂的脂肪酸鏈等。以下為HDL的結構模式圖。

藥物間血漿蛋白結合的相互作用

血漿結合率≥90%的藥物，須做藥物間相互作用實驗（∵其他藥物會與該藥物競爭結合血漿蛋白，就把該藥物替換下來了，該藥被替換下來后（即游離藥濃度升高后），毒性會升高）。臨床上許多疾病治療需要聯(lián)合用藥(combinedtreatment)時，須考慮有可能會發(fā)生藥物間相互作用，從藥動學角度考慮，相互作用可發(fā)生在體內過程的各個環(huán)節(jié)(吸收、分布、代謝及排泄)，而發(fā)生在分布環(huán)節(jié)的藥物間相互作用主要是指藥物與血漿蛋白結合的相互作用。當兩種或兩種以上藥物同時結合血漿蛋白上的同一結合位點時，可能會發(fā)生“競爭置換”(competitivedisplacement)現(xiàn)象。藥物間發(fā)生“競爭置換”一般須滿足兩個條件，一是“置換藥”(displacingdrug)與該血漿蛋白共同結合位點的親和力要高于“被置換藥”(displaceddrug)；二是發(fā)生“競爭置換”作用的藥物與該血漿蛋白比要有較高的摩爾濃度。“競爭置換”作用多發(fā)生在酸性藥物之間(見下表)，其原因可能就是堿性藥物較酸性藥物有較大的分布容積和較低的血漿摩爾濃度。被置換藥(displaceddrug)置換藥(displacingdrug)被置換藥(displaceddrug)置換藥(displacingdrug)利多卡因(Lidocaine)布比卡因(Bupicaine)

苯妥英(Phenytoin)

水楊酸(Salicylicacid)卡馬西平(Carbamaepine)丙戊酸(Valproicacid)甲糖寧(Tolbutamide)地西泮(Diazepam)丙戊酸(Valproicacid)保泰松(Phenylbutazone)丙戊酸(Valproicacid)水楊酸(Salicylicacid)丙戊酸(Valproicacid)華法林(Warfarin)保泰松(Phenylbutazone)甲胺碟呤(Methotrexate)水楊酸(Salicylicacid)青霉素(Penicillin)阿司匹林(Aspirin)丙磺舒(Probenecid)鄰二氮雜苯(Pyridazine)硫代異唑(Sulfisoxazole)第二節(jié)藥物的血漿蛋白結合率的測定方法

（一）平衡透析法1．原理平衡透析法是國內外血漿蛋白結合率測定最常用、最經(jīng)典的一種方法。此方法主要是利用與血漿蛋白結合的藥物不能通過半透膜這一原理，將蛋白置于一個隔室內，用半透膜將它與另外一個隔室隔開，游離藥物可以自由從半透膜自由透過，而與血漿蛋白結合的藥物卻不能自由透過半透膜，待平衡后，半透膜兩側隔室的游離藥物濃度相等。如圖所示。示意圖平衡透析法1．方法（1）

緩沖液通常用與血漿側等滲的緩沖液，調定其pH值為7.4，有時加入適量的中性鹽如NaCl，以消除道南（Donnan）效應。（2）

血漿蛋白一般情況下是根據(jù)需要選擇擬研究的人或動物的血漿。若要研究結合率常數(shù)等可采用市售血漿白蛋白，其白蛋白含量一般為95%，α-球蛋白是其主要雜質。另外在白蛋白制備過程中可能帶入氯仿、甲苯等雜質，可用透析、電泳、凝膠過濾等方法將其去除。白蛋白應首先100℃真空脫水，然后用含有五氧化二磷的干燥器干燥。在配制白蛋白溶液前，最好是先加少許水將其膨脹，以便再配成溶液。不要劇烈振搖，因為白蛋白表面可能被泡沫影響而變性，通常置于4℃環(huán)境中避免污染，最好是使用前新鮮配制。（3）

半透膜最常用的是醋酸纖維膜，具有不同的孔徑和厚度。市售的透析膜在使用前應進行預處理，以除去水和甘油等雜質，如進行一般的結合試驗，僅將膜在水或緩沖液中浸泡數(shù)小時即可。通常根據(jù)所要研究的藥物分子量不同而選擇不同孔徑和型號的半透膜。（4）

透析儀器:最簡單的可行的方法就是取一段透析袋，廣口瓶或平底試管，也有很多形式的透析用儀器可供選購，但原理都大同小異。過程：將處理后的透析袋一端折疊后結扎,將定量的血漿蛋白溶液或血漿加入透析袋中,透析袋內留有一小空氣泡,將多余空氣排出,并將透析袋的另一端折疊后用扎緊,放置懸浮于盛有透析