跨膜转运

第三章 药物代谢动力学

药物代谢动力学，简称为药动学，研究药物体内过程及体内药物浓度随时间变化的规律。药物由给药部位进人机体产生药理效应，然后由机体排出，其间经历吸收、分布、代谢和排泄四个基本过程，这个过程称为药物的体内过程。其吸收、分布和排泄称药物转运，代谢和排泄合称消除(elimination)。

药物在体内虽然不一定集中分布于靶器官，但在分布达到平衡后药理效应强弱与药物血浆浓度成比例。医生可以利用药动学规律科学地计算药物剂量以达到所需的血药浓度并掌握药效的强弱久暂。这样可以比单凭经验处方取得较好的临床疗效。

第一节 药物的跨膜转运

药物跨膜转运是指药物在吸收、分布、生物转化和排泄时多次穿越生物膜的过程。生物膜的结构是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着不同生理功能的蛋白质。脂质分子以磷脂较多，并赋予细胞膜一定的流动性和通透性，极有利于脂溶性药物通过;蛋白质分子组装成物质载体和离子通道，载体参与某些药物跨膜转运，离子通道则是某些药物作用的靶位。药物的跨膜转运方式主要有被动转运和主动转运两种：

(一）被动转运

被动转运是指药物由高浓度一侧向低浓度一侧的跨膜转运。包括简单扩散、滤过和易化扩散。

1.简单扩散 又称脂溶扩散。指脂溶性药物可溶于细胞膜的脂质而透过细胞膜，大多数药物的转运方式属简单扩散。扩散速度除取决于膜的性质、面积及膜两侧的浓度梯度外，还与药物的性质有关。分子量小的（小于200D)、脂溶性大的、极性小的（不易离子化）药物较易通过。药物多是弱酸性或弱碱性化学物质,它们在体液环境中可溶解生成离子型分子，这种离子型药物不易跨膜转运,并被限制在膜的一侧，形成离子障现象，而非离子型药物可自由通过。药物的离子化程度与其pKa(弱酸性或弱碱性药物解离常数的负对数值）及其所在溶液的pH有关。改变体液环境pH可以明显影响药物的离子化程度，进而影响其跨膜转运。一般来说,弱酸性药物在酸性环境下不易解离，非离子型多，脂溶性大，容易跨膜转运；而在碱性环境下易解离，离子型多，脂溶性小，不易跨膜转运。而弱碱性药物则相反，在酸性环境下易解离，不易透过细胞膜;在碱性环境下不易解离，易透过细胞膜。

2.滤过 滤过又称水溶扩散。指直径小于膜孔的水溶性小分子药物，借助膜两侧的流体静压和渗透压差被水携至低压侧的过程。如水、乙醇、乳酸等水溶性物质，02、CO2等气体分子可通过膜孔滤过扩散。

3.易化扩散 易化扩散又称载体转运。指一些不溶于脂质而与机体生理代谢有关的物质如葡萄糖、氨基酸、核苷酸等借助细胞膜上的某些特异性蛋白质-通透酶而扩散。其特点有:①不耗能;②载体具有高度特异性;③饱和现象，即作为载体的通透酶或离子通道其转运能力

有限，如药物浓度过高时，将出现饱和限速现象;④竞争性抑制现象，即两种药物由同一载体转运时，药物之间可出现竞争性抑制。一些离子Na+、K+、Ca2+等，可经细胞膜上特定的蛋白质通道由高浓度侧向低浓度侧转运,也属易化扩散的一种。

(二）主动转运

主动转运是指药物依赖细胞膜上的特殊载体,从低浓度一侧向高浓度一侧的跨膜转运。其特点有:①消耗能量;②需要载体，有竞争性抑制及饱和现象。这类转运主要存在于神经元、肾小管和肝细胞内。竞争性抑制在临床用药中具有实用价值，如丙磺舒与青霉素竞争肾小管分泌可延长青霉素的作用时间。

第二节 药物的体内过程

一、吸 收

药物的吸收(absorption)是指药物自体外或给药部位经过细胞组成的屏蔽膜进入血液循环的过程。除静脉注射无吸收过程外，药物吸收的快慢和多少，常与给药途径、药物的理化性质、吸收环境等密切相关。

1．胃肠道给药 口服给药是最常用的给药途径。小肠内pH接近中性，粘膜吸收面广，缓慢蠕动增加药物与粘膜接触机会，是主要吸收部位。药物吸收后通过门静脉进入肝脏，有些药物首次通过肝脏就发生转化，减少进入体循环量，叫做首关消除(first pass elimination)。多数药物口服虽然方便有效，但其缺点是吸收较慢，欠完全，不适用于在胃肠破坏的，对胃刺激大的，首关消除多的药物，也不适用于昏迷及婴儿等不能口服的病人。舌下及直肠给药虽可避免首关消除，吸收也较迅速，但吸收不规则，较少应用。

2．注射给药 静脉注射可使药物迅速而准确地进入体循环，没有吸收过程。肌肉注射及皮下注射药物也可全部吸收，一般较口服快。吸收速度取决于局部循环，局部热敷或按摩可加速吸收，注射液中加入少量缩血管药则可延长药物的局部作用。动脉注射可将药物输送至该动脉分布部位发挥局部疗效以减少全身反应。例如将溶纤药直接用导管注入冠状动脉以治疗心肌梗塞。注射给药还可将药物注射至身体任何部位发挥作用，如局部麻醉。注射给药需要医护进行，不方便，如果计算剂量有误，过量注入将无法回收。

3．呼吸道给药 肺泡表面积大(达200m2)，与血液只隔肺泡上皮及毛细管内皮各一层，而且血流量大，药物只要能到达肺泡，吸收极其迅速，气体及挥发性药物（如全身麻醉药）