第3章 药物代谢动力学[可修改版ppt]
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一、药物跨膜转运
药物要达到作用部位，必须跨过具有类 脂质的生物膜，所以亦称药物的跨膜转运
（transport) 。
（一）生物膜的结构与功能
（二）药物转运方式
1.非载体转运
特点：药物由高浓度一侧向低浓度一侧转运， 不需载体、不消耗能量、无饱和性和竞争性抑 制现象。不能逆差转运。
分为滤过和简单扩散，多数药物按后者进 行转运。
第3章 药物代谢动 力学
药物代谢动力学（pharmacokinetics，PK）： 简称药动学，研究药物及其代谢物在体内的吸收、 分布、代谢、排泄时体内药物浓度随时间的变化过 程及其影响因素。
药物从进入机体至排出体外的过程称药物的体 内过程，也称人体对药物的处置（disposition）过 程。
药物的体内过程
浓度（电位）差
顺
被
动 转
顺
运
顺
需载体 耗能
—
—
—
—
+
—
主动转运
逆
+
+
第二节 药物的体内过程
吸收（Absorption） 分布（Distribution） 代谢（Metabolism） 排泄（Excretion）
LOCUS OF ACTION
“RECEPTORS”
Bound
Free
TISSUE RESERVOIRS
又称逆流转运 特点： ①逆差转运：逆浓度梯度通过细胞膜；
②需载体：细胞膜为转运提供载体； ③消耗能量； ④具有饱和性、竞争性。
逆差转运 消耗能量
主动转运
需要载体 具有饱和性 具有竞争性
2.易化扩散 顺差转运 不消耗能量
需要载体 具有饱和性 具有竞争性
通道蛋白
载体蛋白
通道蛋白和载体蛋白有什么不同？
简单扩散的规律：
3.细胞外液（pH=7.4）较细胞内液（pH=7.0）为碱， 所以弱酸药在细胞外液中浓度高。
碱化体液后，可加速弱酸药由细胞内液向细胞 外液扩散，有利于解除弱酸药中毒（巴比妥类）。 4.碱化尿液可使弱酸药在肾小管的被动重吸收减少， 有利于弱酸药经肾排泄。
（二）载体转运
1.主动转运（active transport)
1.滤过（filtration, 水性扩散）: 小分子药物可直 接通过生物膜的膜孔（水性信道）而扩散。
毛细血管内皮孔 道约40Å ，除蛋 白质外，血浆中 的溶质均能通过
无需载体 无饱和性 无竞争性
简单扩散的特点：
转运速度与脂溶度（lipid solubility）成正比； 顺差转运，不耗能；
转运速度与浓度差成正比 ；
LOCUS OF ACTION
“RECEPTORS”
Bound
Free
TISSUE RESERVOIRS
Free Bound
ABSORPTION
FreБайду номын сангаас Drug
EXCRETION
Bound Drug
SYSTEMIC
CIRCULATION 代谢物
BIOTRANSFORMATION
第一节 药代动力学的生物学基础
转运速度与药物解离度 (pKa) 有关。
药物有解离型(离子型)和非解离型(分子型)两 种互变形式：
解离型药物，极性高，脂溶性小，较难扩散； 非解离型药物，极性低，脂溶性大，易扩散。
简单扩散
顺差转运 不消耗能量
无需载体 无饱和性 无竞争性
简单扩散的条件：脂溶性、解离度、浓度差。
绝大多数药物为弱酸性或弱碱性，均有解
离型与非解离型，后者脂溶性高。
现以弱酸性药物为例说明（H-H方程）
HA
H+ + A-
Ka = [H+][A-]
[HA]
- lgKa= -lg [H+][A-] = - lg[H+] － lg [A-]
[HA]
[HA]
pKa = pH － lg [A-]
[HA]
pH－pKa = lg
[A-] [HA]
简单扩散的规律：
1.弱酸药在酸性体液中，或弱碱药在碱性体液中的 解离度小，药物易通过生物膜扩散转运； 2.当生物膜两侧pH值不等时，弱酸药易由较酸侧进 入较碱侧，弱碱性药则易由较碱侧进入较酸侧。 弱酸药（巴比妥类、阿司匹林）可由胃中转运到较 碱的血浆中去，而弱碱药（吗啡、利血平）则很少 自胃中吸收。
10 = pH-pKa
[A-] [HA]
即
[解离型] [非解离型]
当pH = pKa 时： [A- ] =[HA]
弱碱性药物则相似 10pKa -pH = 即 [BH+ ] [B]
[解离型] [非解离型]
pKa ： 是 指 弱 酸 或 弱 碱 性药物在50%解离时溶液 的pH值。
离子障（ion trapping）：非离子型（分子型）
药物极性低，亲脂，可以自由透过生物膜，而
离子型药物则被限制在膜的一侧的现象。
H+
HA
A-
H+ B
BH+
HA
A-
H+
B H+
BH+
例：水杨酸（弱酸）pKa=3.4，在pH=1.4的胃
液中及pH=7.4 的血浆中，解离型与非解离型 的比例分别是多少？
胃液中：10 1.4－3.4
=
[ A- ]
[HA]
= 10 -2 =1/100
[ A- ]
血浆中：10 7.4－3.4 = [HA]
= 10 4 = 10000/1
胃中: 酸性药物，[A–]少，[HA]多,药物易于从胃向 血液转运。 血中：酸性药物，[A–]多，[HA]少,药物不易于从血 液向胃中转运，所以吸收多。
苯巴比妥(弱酸性)pKa=7.4 根据10pH–pKa=[A–]/[HA],当尿液为碱性时， pH值大于pKa,[A-]增多，即[解离型]多， 重吸收减少，药物排泄加快,中毒时碱化尿液。
IP
Intravenous (iv)
Inhalation
Intracerbroventricular (icv)
Free Bound
ABSORPTION
Free Drug
EXCRETION
Bound Drug
SYSTEMIC
CIRCULATION 代谢物
BIOTRANSFORMATION
Routes of administration
ICV
Oral（po）
Oral
Intramuscular (im)
Intraperitoneal (ip)
通道蛋白是一种管状蛋白。打个比方，通道蛋白 是过江隧道，载体蛋白是江上的渡船。通道蛋白的运 输效率不会受运输物的数量限制，大家跑快点就是了； 而载体蛋白会受限制——一次只能运一个。而且，渡 船送过河了还要再返回岸才能再装船运送，耗时长。 所以，此二者相比，主要区别还在运输效率上。
转运方式 滤过 简单扩散 易化扩散
药物要达到作用部位，必须跨过具有类 脂质的生物膜，所以亦称药物的跨膜转运
（transport) 。
（一）生物膜的结构与功能
（二）药物转运方式
1.非载体转运
特点：药物由高浓度一侧向低浓度一侧转运， 不需载体、不消耗能量、无饱和性和竞争性抑 制现象。不能逆差转运。
分为滤过和简单扩散，多数药物按后者进 行转运。
第3章 药物代谢动 力学
药物代谢动力学（pharmacokinetics，PK）： 简称药动学，研究药物及其代谢物在体内的吸收、 分布、代谢、排泄时体内药物浓度随时间的变化过 程及其影响因素。
药物从进入机体至排出体外的过程称药物的体 内过程，也称人体对药物的处置（disposition）过 程。
药物的体内过程
浓度（电位）差
顺
被
动 转
顺
运
顺
需载体 耗能
—
—
—
—
+
—
主动转运
逆
+
+
第二节 药物的体内过程
吸收（Absorption） 分布（Distribution） 代谢（Metabolism） 排泄（Excretion）
LOCUS OF ACTION
“RECEPTORS”
Bound
Free
TISSUE RESERVOIRS
又称逆流转运 特点： ①逆差转运：逆浓度梯度通过细胞膜；
②需载体：细胞膜为转运提供载体； ③消耗能量； ④具有饱和性、竞争性。
逆差转运 消耗能量
主动转运
需要载体 具有饱和性 具有竞争性
2.易化扩散 顺差转运 不消耗能量
需要载体 具有饱和性 具有竞争性
通道蛋白
载体蛋白
通道蛋白和载体蛋白有什么不同？
简单扩散的规律：
3.细胞外液（pH=7.4）较细胞内液（pH=7.0）为碱， 所以弱酸药在细胞外液中浓度高。
碱化体液后，可加速弱酸药由细胞内液向细胞 外液扩散，有利于解除弱酸药中毒（巴比妥类）。 4.碱化尿液可使弱酸药在肾小管的被动重吸收减少， 有利于弱酸药经肾排泄。
（二）载体转运
1.主动转运（active transport)
1.滤过（filtration, 水性扩散）: 小分子药物可直 接通过生物膜的膜孔（水性信道）而扩散。
毛细血管内皮孔 道约40Å ，除蛋 白质外，血浆中 的溶质均能通过
无需载体 无饱和性 无竞争性
简单扩散的特点：
转运速度与脂溶度（lipid solubility）成正比； 顺差转运，不耗能；
转运速度与浓度差成正比 ；
LOCUS OF ACTION
“RECEPTORS”
Bound
Free
TISSUE RESERVOIRS
Free Bound
ABSORPTION
FreБайду номын сангаас Drug
EXCRETION
Bound Drug
SYSTEMIC
CIRCULATION 代谢物
BIOTRANSFORMATION
第一节 药代动力学的生物学基础
转运速度与药物解离度 (pKa) 有关。
药物有解离型(离子型)和非解离型(分子型)两 种互变形式：
解离型药物，极性高，脂溶性小，较难扩散； 非解离型药物，极性低，脂溶性大，易扩散。
简单扩散
顺差转运 不消耗能量
无需载体 无饱和性 无竞争性
简单扩散的条件：脂溶性、解离度、浓度差。
绝大多数药物为弱酸性或弱碱性，均有解
离型与非解离型，后者脂溶性高。
现以弱酸性药物为例说明（H-H方程）
HA
H+ + A-
Ka = [H+][A-]
[HA]
- lgKa= -lg [H+][A-] = - lg[H+] － lg [A-]
[HA]
[HA]
pKa = pH － lg [A-]
[HA]
pH－pKa = lg
[A-] [HA]
简单扩散的规律：
1.弱酸药在酸性体液中，或弱碱药在碱性体液中的 解离度小，药物易通过生物膜扩散转运； 2.当生物膜两侧pH值不等时，弱酸药易由较酸侧进 入较碱侧，弱碱性药则易由较碱侧进入较酸侧。 弱酸药（巴比妥类、阿司匹林）可由胃中转运到较 碱的血浆中去，而弱碱药（吗啡、利血平）则很少 自胃中吸收。
10 = pH-pKa
[A-] [HA]
即
[解离型] [非解离型]
当pH = pKa 时： [A- ] =[HA]
弱碱性药物则相似 10pKa -pH = 即 [BH+ ] [B]
[解离型] [非解离型]
pKa ： 是 指 弱 酸 或 弱 碱 性药物在50%解离时溶液 的pH值。
离子障（ion trapping）：非离子型（分子型）
药物极性低，亲脂，可以自由透过生物膜，而
离子型药物则被限制在膜的一侧的现象。
H+
HA
A-
H+ B
BH+
HA
A-
H+
B H+
BH+
例：水杨酸（弱酸）pKa=3.4，在pH=1.4的胃
液中及pH=7.4 的血浆中，解离型与非解离型 的比例分别是多少？
胃液中：10 1.4－3.4
=
[ A- ]
[HA]
= 10 -2 =1/100
[ A- ]
血浆中：10 7.4－3.4 = [HA]
= 10 4 = 10000/1
胃中: 酸性药物，[A–]少，[HA]多,药物易于从胃向 血液转运。 血中：酸性药物，[A–]多，[HA]少,药物不易于从血 液向胃中转运，所以吸收多。
苯巴比妥(弱酸性)pKa=7.4 根据10pH–pKa=[A–]/[HA],当尿液为碱性时， pH值大于pKa,[A-]增多，即[解离型]多， 重吸收减少，药物排泄加快,中毒时碱化尿液。
IP
Intravenous (iv)
Inhalation
Intracerbroventricular (icv)
Free Bound
ABSORPTION
Free Drug
EXCRETION
Bound Drug
SYSTEMIC
CIRCULATION 代谢物
BIOTRANSFORMATION
Routes of administration
ICV
Oral（po）
Oral
Intramuscular (im)
Intraperitoneal (ip)
通道蛋白是一种管状蛋白。打个比方，通道蛋白 是过江隧道，载体蛋白是江上的渡船。通道蛋白的运 输效率不会受运输物的数量限制，大家跑快点就是了； 而载体蛋白会受限制——一次只能运一个。而且，渡 船送过河了还要再返回岸才能再装船运送，耗时长。 所以，此二者相比，主要区别还在运输效率上。
转运方式 滤过 简单扩散 易化扩散