最新中药代谢化学(沈阳药科大学2ppt课件

三、中药成分的转运机理
中药成分的膜转运途径可分为二种。 一种是穿过细胞膜的经细胞转运通道 （transcellular pathway）,一种是 穿过侧细胞间隙的细胞旁路通道 （paracelluar pathway）。经细胞 转运使中药成分的主要转运途径。在 细胞转运中又可根据是否又载体参与， 是否需要消耗能量，是否伴随细胞膜 的变形等分为下列几类。
(二)主动转运（active transport）
一些生命必需物质如：K＋,Na＋,I－,单糖， 氨基酸，水溶性维生素和有机酸碱等弱电解 制的离子型等，通过生物膜转运时，借助载 体或酶促系统，可以从膜的低浓度一侧转运， 这种过程称为主动转运。
主动转运的特点：
1.逆浓度梯度转运；
2.需要消耗机体能量，能量的来源主要有细胞 代谢产生的ATP提供，故与细胞内代谢有关， 可被代谢抑制剂阻断，温度下降时代谢受抑制 可使转运减少；
（一）被动扩散（passive diffision）
大多数中药成分都以简单的被动扩散方式通过细胞膜。这一过 程属于一级速率过程。根据Fick’s定律：
dc/dt=kAD(CGIT-GB)/H dc/dt:中药成分出现在血中的速度；k：中药成分在膜中和胃肠
道液体间的分配系数；A：膜的表面积：D：中药成分的扩散 系数；CGIT：中药成分在胃肠道中的浓度；CB：在膜的血中 游离中药成分浓度；H:膜的厚度。 吸收速率与膜表面积（A）、药物的分配系数（k）和扩散系数 （D）成正比关系。面积大的部位（如小肠）是吸收最佳部位。 中药成分的扩散系数决定中药成分通过扩散透过膜的能力大 小，对于特定的中药成分是一个常数。动物（如人）的胃肠 道面积大小及厚度可以相对的看作为常数。因而，对于人的 胃肠道系统和特定的中药成分即言，前述的k,A,D,H可合并 为一个混合常数（k），称之为渗透系数。
被动扩散有二条途径：
1.溶解扩散 由于生物膜为类脂双分子层，非解离性 的脂溶性中药成分可以溶于液态脂质膜中，因此更 容易穿过细胞膜。显然对于弱酸或弱碱型中药成分， 转运过程与PH值有关。但是脂溶性太强时，由于 受不流动性水层的影响，转运也可减少。
2.限制扩散（微孔扩散）在生物膜上有许多含水的 蛋白质细孔，种族不同，器官不同，细孔的孔径不 同。如鼠、狗肠粘膜上细孔的半径分别为0.4nm， 1～1.5n，人体空肠粘膜细空大于0.85nm，回肠 则为0.3～0.38nm，水溶性小分子物质（如水、乙 醇、尿素等）可以由此扩散通过，但通过率底。此 种转运过程亦称膜孔过滤。
1972年Singer和Nicolson提出了生物膜液晶镶嵌模 型，其主要特点有：①膜结构的不对称性。镶嵌于 细胞 膜中的蛋白质，其中间部分的多肽由疏水性氨基酸组成， 细胞膜内外两侧的多肽部分由亲水性氨基酸和糖组成，内 外两侧的多肽不仅长度不同，而且氨基酸和糖的组成也不 同。构成脂质双层内外的脂质不同，质膜上较活跃的磷脂 如乙醇胺磷脂，肌醇磷脂，丝氨酸磷脂，在膜内侧较多。 ②膜的流动性
在中药成分吸收过程中，驱动药物扩散透过 膜的力是一直存在的，因为中药成分在血液中 的浓度与胃肠道相比是比较低的。胃肠道内的 液体体积与循环系统相比较是很低的，因此当 中药成分进入血液系统后即被迅速稀释。结合 和分泌过程也一直减少着游离中药成分的浓度。 如胃肠道内药物的浓度比血药浓度高很多，则 Ficks方程可写成dc／dt＝kCGIT。由改写过 的方程可以看出，中药成分的吸收速率取决于 中药成分在胃肠道内的浓度。即中药成分的浓 度受给药剂量的影响。
3.需要载体参与，对转运物资有结构特异性要 求，结构类似物可产生竞争抑制，有饱和现象 （即当吸收速率达到饱和点时，中药成分浓度 增加不再使吸收速率增加），也有部位专属性 （即某些中药成分只在某一部位吸收）等。
主动转运有二种方式：
1.原发性主动转运 转运过程与细胞的能量代谢（ATP 的分解）直接关联。载体本身为非对称性，酶反应与 离子转运相结合，单向转运离子。常见的例子有小肠 上皮细胞侧底膜上的Na+/K+泵，胃酸分泌的H+/K+ 泵，以及转运Ca2+的Ca2+泵等。
膜 人红细胞 牛红细胞 猪红细胞 大鼠红细胞 大鼠肝细胞
PC 26 0 25.4 47.5 14.7
PE 30 30 41.3 21.5 18.3
PS 8.2 11.4 2.9 10.8 9.0
PI 8.2 11.4 <1 3.5 7.3
SM 27.4 58.6 25.4 12.8 17.7
被动扩散的特征是：
1.顺浓度梯度转运，即从高浓度向低浓度转运；
2.顺电位梯度转运，即从高电位向低电位转运
4.不受共存的类似物的影响，即无饱和现象和竞争 现象；
5.一般也无部位特异性；
6.扩散过程与细胞代谢无关，故不消耗能量，不受 细胞代谢抑制剂的影响，也不会因温度影响代谢水 平而发生改变。
二 生物膜的结构和功能
1952年Daniell和Davison提出了脂双层 学说，细胞膜是由磷脂分子组成的双分子层， 极性头部通过静电引力和氢键对水有亲和力因 而排列在外，与外界水溶性环境相邻；疏水层 互相聚集，尽量避免与水接触。形成了对称的 膜结构，同时在细胞膜的中间也形成了膜的疏 水区。蛋白质分布与磷脂层的两侧，膜上分布 有许多带电荷的小孔，水分子能自由通过，在 膜结构中还存在许多特殊的载体与酶促系统， 能与某些物质专一的结合，进行物质转运。
中药代谢化学（沈阳药科大学） 2
第一节生物膜的结构与功能
中药成分通过生物膜（biomembrance） 的现象称为膜转运（membranc transport）。 中药成分自给药部位吸收入血，自血循环分布 到组织，最后通过各种途径排除出体外的整个 过程中会遇到各种单层及复层的生物膜,如小肠 上皮细胞、毛细血管壁、肾小管上皮细胞、血 脑屏障压细胞膜等。为了进行中药成分的吸收、 分布、排泄、代谢的研究，必须了解生物膜 （或细胞膜）的组成、构造、功能以及中药成 分的转运机制。