第二章 藥物轉(zhuǎn)運(yùn)1(藥物代謝動(dòng)力學(xué))

第二章藥物體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)主要內(nèi)容：第一節(jié)概述第二節(jié)藥物跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)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(zhuǎn)運(yùn)體第一節(jié)概述藥物體內(nèi)過(guò)程第二節(jié)藥物跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的影響因素一、生物膜組成：主要由糖、脂肪、蛋白質(zhì)組成特點(diǎn)：1、類脂（脂溶性成分易于通過(guò)）2、通道（小分子化合物）3、轉(zhuǎn)運(yùn)體（特殊化合物，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）二、藥物的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)方式1、被動(dòng)擴(kuò)散特點(diǎn)：

1）、順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)2）、無(wú)選擇性，與藥物的油/水分配系數(shù)有關(guān)3）、無(wú)飽和現(xiàn)象

4）、無(wú)競(jìng)爭(zhēng)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?jǐn)?shù)與體系的pH值關(guān)系

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

4）、有競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用

5）、有選擇性其它轉(zhuǎn)運(yùn)方式易化擴(kuò)散：facilitatediffusion類似于主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，但不需要能量胞飲：pinocytosis主要轉(zhuǎn)運(yùn)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(zhì)，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(yùn)動(dòng)一、藥物在胃腸道中的吸收胃腸道的生理特點(diǎn)

胃的生理特點(diǎn)藥物停留時(shí)間較短較小的吸收表面積強(qiáng)酸性和蛋白酶的破壞作用腸道的生理學(xué)特點(diǎn)較大的表面積藥物停留時(shí)間較長(zhǎng)血流量豐富代謝酶的作用分泌功能2、藥物胃腸轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制藥物通過(guò)不攪動(dòng)水層藥物通過(guò)腸上皮藥物透過(guò)細(xì)胞間隙藥物通過(guò)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(shí)間的影響3）首過(guò)效應(yīng)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)法2）在體回腸灌流法3）離體腸外翻法4）Caco-2細(xì)胞模型Caco-2細(xì)胞模型的優(yōu)點(diǎn)1)可用于大量、快速篩選2）可在細(xì)胞水平上對(duì)藥物的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、和代謝進(jìn)行研究3）可同時(shí)研究藥物對(duì)黏膜的毒性4）與人有同源性5）試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性一般比在體法好不足：酶和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)不完整，此外來(lái)源，培養(yǎng)代數(shù)，培養(yǎng)時(shí)間對(duì)結(jié)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(diǎn)：藥物吸收快且可避免首過(guò)效應(yīng)對(duì)藥物性質(zhì)及劑量有一定要求2、藥物在直腸的吸收特點(diǎn)：可避免首過(guò)效應(yīng)可避免藥物對(duì)胃腸刺激性3、藥物透皮吸收特點(diǎn)：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(diǎn)：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(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：用藥方便，避免首過(guò)效應(yīng)，可用于大分子藥物。缺點(diǎn)：易對(duì)眼部形成刺激，劑量易流失，藥物停留時(shí)間較短，不符合用藥習(xí)慣

藥物在其他部位的吸收6、藥物在鼻粘膜的吸收特點(diǎn)：有一定的吸收表面積，可避免首過(guò)效應(yīng)，藥物因停留時(shí)間較短而影響吸收量7、藥物在肌肉中的吸收特點(diǎn)：過(guò)去較常用所以符合用藥習(xí)慣，對(duì)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(diǎn)：適應(yīng)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(zhì)類藥物，吸收慢，作用時(shí)間長(zhǎng)

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(kuò)散速率

血腦屏障胎盤(pán)屏障被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的藥物的膜擴(kuò)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(jié)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(jié)合），

α-酸性糖蛋白（可與堿性藥物結(jié)合），脂蛋白（可與中性藥物結(jié)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(jié)合率及常用的測(cè)定方法1、平衡透析法2、超過(guò)濾法血漿蛋白結(jié)合與藥物分布相關(guān)計(jì)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(fù)合物的濃度，K1和K2分別表示結(jié)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(jié)合常數(shù)，Kd表示解離常數(shù)，兩者都反應(yīng)藥物與血漿蛋白結(jié)合親和力的大小。假設(shè)每個(gè)血漿蛋白分子上含有N個(gè)相互獨(dú)立，且親和力相當(dāng)(Ka)的藥物結(jié)合位點(diǎn)，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(jié)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(dǎo)得（5）式，如下

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

(2)雙倒數(shù)法對(duì)（3）式兩邊取倒數(shù)得

在（6）式中，以1/r為縱坐標(biāo)，以1/[D]為橫坐標(biāo)作圖，則斜率為1/(NKa)，縱坐標(biāo)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(biāo)，r為橫坐標(biāo)作圖，則斜率為-Ka，縱坐標(biāo)截距為NK。如圖c。（二）與藥物結(jié)合的血漿蛋白種類及結(jié)合位點(diǎn)

人血漿中蛋白質(zhì)種類繁多，達(dá)60多種，但是與藥物結(jié)合有關(guān)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(jié)合情況。（1）白蛋白（與酸性、堿性、中性藥物均可結(jié)合）人血漿白蛋白(HSA)是人血漿含量最多的蛋白質(zhì)，約45g/L，占血漿總蛋白的60%。HSA為水溶性蛋白質(zhì)，其等電點(diǎn)大約為pH5，在人生理pH值下荷負(fù)電，與酸性藥物的結(jié)合常在其N-末端基團(tuán)。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(hào)染色體上，其初級(jí)翻譯產(chǎn)物為前白蛋白原(preproalbumin)。在分泌過(guò)程中切除信號(hào)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(gè)6肽片斷(精－甘－纈－苯丙－精－精)，成為成熟的白蛋白。白蛋白結(jié)合位點(diǎn)HSA是由585個(gè)氨基酸殘基組成的一條多肽鏈，含有35個(gè)半胱氨酸殘基(Cys),除Cys34外,其余形成17對(duì)二硫鍵。根據(jù)X-晶體衍射分析，白蛋白多肽鏈形成一個(gè)類似心型的形狀。HSA的二級(jí)結(jié)構(gòu)包括I、II、III三個(gè)α-螺旋的結(jié)構(gòu)域(domain)(如圖)，其中每個(gè)結(jié)構(gòu)域又分為A和B兩個(gè)亞結(jié)構(gòu)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(jié)果認(rèn)為大多數(shù)藥物的結(jié)合位點(diǎn)主要集中在兩大位點(diǎn)：siteI（華法林結(jié)合位點(diǎn)）和siteII（地西絆/吲哚結(jié)合位點(diǎn)），分別位于亞結(jié)構(gòu)域的IIA和IIIA上。

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

（3）脂蛋白（可與中性藥物結(jié)合）

血漿脂蛋白（Lipoprotein）是由蛋白質(zhì)（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(jí)結(jié)構(gòu)已確定，多數(shù)載脂蛋白與脂類結(jié)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(jié)構(gòu)類似。脂蛋白的表面覆蓋極性分子或親水基團(tuán)，如載脂蛋白（pr）、磷脂（pL）和游離膽固醇（C）的親水性基團(tuán)朝向表面，使脂蛋白得以在血液中運(yùn)輸。疏水分子或疏水基團(tuán)構(gòu)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(jié)構(gòu)模式圖。

藥物間血漿蛋白結(jié)合的相互作用

血漿結(jié)合率≥90%的藥物，須做藥物間相互作用實(shí)驗(yàn)（∵其他藥物會(huì)與該藥物競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合血漿蛋白，就把該藥物替換下來(lái)了，該藥被替換下來(lái)后（即游離藥濃度升高后），毒性會(huì)升高）。臨床上許多疾病治療需要聯(lián)合用藥(combinedtreatment)時(shí)，須考慮有可能會(huì)發(fā)生藥物間相互作用，從藥動(dòng)學(xué)角度考慮，相互作用可發(fā)生在體內(nèi)過(guò)程的各個(gè)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(jié)合的相互作用。當(dāng)兩種或兩種以上藥物同時(shí)結(jié)合血漿蛋白上的同一結(jié)合位點(diǎn)時(shí)，可能會(huì)發(fā)生“競(jìng)爭(zhēng)置換”(competitivedisplacement)現(xiàn)象。藥物間發(fā)生“競(jìng)爭(zhēng)置換”一般須滿足兩個(gè)條件，一是“置換藥”(displacingdrug)與該血漿蛋白共同結(jié)合位點(diǎn)的親和力要高于“被置換藥”(displaceddrug)；二是發(fā)生“競(jìng)爭(zhēng)置換”作用的藥物與該血漿蛋白比要有較高的摩爾濃度?！案?jìng)爭(zhēng)置換”作用多發(fā)生在酸性藥物之間(見(jiàn)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(jié)合率的測(cè)定方法

（一）平衡透析法1．原理平衡透析法是國(guó)內(nèi)外血漿蛋白結(jié)合率測(cè)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(jié)合的藥物不能通過(guò)半透膜這一原理，將蛋白置于一個(gè)隔室內(nèi)，用半透膜將它與另外一個(gè)隔室隔開(kāi)，游離藥物可以自由從半透膜自由透過(guò)，而與血漿蛋白結(jié)合的藥物卻不能自由透過(guò)半透膜，待平衡后，半透膜兩側(cè)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(cè)等滲的緩沖液，調(diào)定其pH值為7.4，有時(shí)加入適量的中性鹽如NaCl，以消除道南（Donnan）效應(yīng)。（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(dòng)物的血漿。若要研究結(jié)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(zhì)。另外在白蛋白制備過(guò)程中可能帶入氯仿、甲苯等雜質(zhì)，可用透析、電泳、凝膠過(guò)濾等方法將其去除。白蛋白應(yīng)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?jiǎng)×艺駬u，因?yàn)榘椎鞍妆砻婵赡鼙慌菽绊懚冃?，通常置?℃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(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，以除去水和甘油等雜質(zhì)，如進(jìn)行一般的結(jié)合試驗(yàn)，僅將膜在水或緩沖液中浸泡數(shù)小時(shí)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(hào)的半透膜。（4）

透析儀器:最簡(jiǎn)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(gòu)，但原理都大同小異。過(guò)程：將處理后的透析袋一端折疊后結(jié)扎,將定量的血漿蛋白溶液或血漿加入透析袋中,透析袋內(nèi)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