第五章藥物代謝

Chapter5Drugmetabolism1本章要求：掌握藥物代謝的主要途徑、部位，酶；熟悉運(yùn)用藥物代謝酶性質(zhì)進(jìn)行制劑設(shè)計(jì)的方法；了解藥物代謝研究方法。

2１、定義

Drugmetabolism/biotransformation:藥物被機(jī)體吸收后，在體內(nèi)各種酶以及體液環(huán)境作用下，可發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致藥物在體內(nèi)化學(xué)結(jié)構(gòu)上的改變§1概述3２、代謝反應(yīng)

第一相反應(yīng)：氧化、還原、水解，通常是脂溶性藥物通過(guò)反應(yīng)生成極性基團(tuán)；氧化：側(cè)鏈烷基→醇或酸羥化反應(yīng)

脫氨和脫硫作用

醇和醛→酸還原：羧基、羥基、硝基和偶氮基等水解：酯、酰胺和酰肼→羧酸，或雜環(huán)化合物水解開(kāi)環(huán)§1概述4２、代謝反應(yīng)

第二相反應(yīng)：即結(jié)合反應(yīng)，通常是藥物或第一相反應(yīng)生成的代謝產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中的極性基團(tuán)與機(jī)體內(nèi)源性物質(zhì)反應(yīng)生成絡(luò)合物葡萄糖醛酸結(jié)合硫酸結(jié)合甘氨酸結(jié)合乙?；谆Y(jié)合§1概述53、代謝結(jié)果１）活性改變：失活：多數(shù)藥物活性降低：氯丙嗪---去甲氯丙嗪活性增強(qiáng)：非那西丁---對(duì)乙酰氨基酚活性激活：左旋多巴---多巴胺毒性增加：異煙肼---乙酰肼

2）極性改變：增加---易于排泄減小---排泄時(shí)間延長(zhǎng)

6一、藥物代謝酶系統(tǒng)（一）微粒體酶系：

性質(zhì)：1、酶的活性成分：細(xì)胞色素P450（CYP450）

2、重要物質(zhì)：輔酶Ⅱ，分子氧、Mg2+

、黃素蛋白、非血紅素鐵蛋白等

3、特異性低：可氧化代謝多種類型藥物

4、可受多種藥物的誘導(dǎo)和抑制。

5、主要存在肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)§2藥物代謝酶和代謝部位7人類細(xì)胞色素P450家族目前已證實(shí)的人CYP家族:

CYP1-5,7,8,11,17,19,21,24,26,27,39,46,51

功能:CYP1,2A,2B,2C,2D,2E,3外來(lái)物代謝CYP2G1,7,8B1,11,17,19,21,27A1,46,51內(nèi)源性類固醇激素的代謝CYP2J2,4,5,8A1脂肪酸代謝CYP24(維生素D),26(類維生素A),27B1(維生素D),...8CYPs在人肝中的含量及在藥物代謝中的作用CYP1A2，CYP2A6，CYP2C9，CYP2C19，CYP2D6，CYP2E1，CYP3A4參與了近90%藥物的代謝9

（二）非微粒體酶系10二、肝提取率及肝消除率

肝提取率(ER)：自消化道吸收的藥物經(jīng)肝至體循環(huán)后，藥量減少的比例。

ER=（CA-CV）/CA

CA、CV分別代表進(jìn)出肝臟的血中藥物濃度介于0-1之間11二、肝提取率及肝消除率肝清除率(CLh)：?jiǎn)挝粫r(shí)間肝臟清除藥物的總量與當(dāng)時(shí)血漿濃度的比值。CLh

=(dX/dt)/C

單位：ml/min,L/h

影響因素：肝血流量、蛋白結(jié)合率等。12§4影響藥物代謝的因素

P144一、給藥途徑：首過(guò)效應(yīng)二、劑量與劑型：代謝飽和現(xiàn)象三、酶的抑制和誘導(dǎo)作用保泰松對(duì)地高辛等的化謝起誘導(dǎo)作用對(duì)苯妥英鈉起抑制作用四、生理因素13§5藥物代謝和制劑設(shè)計(jì)P15114L-dopa紋狀體多巴脫羧酶

DA-----療效消化道、肝多巴脫羧酶DA（AB30%）

---不良反應(yīng)DA多巴胺治療帕金森病的首選藥物1、制成前體藥：左旋多巴15

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：腸壁內(nèi)脫羧酶的活性在小腸回腸末部最高，而左旋多巴的主要吸收部位十二指腸吸收，此處酶活性較低易飽和

2、制成十二指腸速釋制劑：腸溶性泡騰片163、制成復(fù)方制劑：左旋多巴+卡比多巴或芐絲肼原因：多巴脫羧酶代謝藥物效果：療效增加，不良反應(yīng)減少17一、體外法（一）肝灌流法離體肝臟，門靜脈插管流入，肝靜脈插管流出，一定時(shí)間取灌流液，測(cè)藥物及代謝物濃度；（二）肝切片法§5藥物代謝研究方法18一、體外法（三）肝微粒體法肝微粒體的制備（差速離心法）1、實(shí)驗(yàn)用具、溶液、環(huán)境控制不超過(guò)4℃。2、動(dòng)物于最后一次給藥后禁食24h；3、脫臼處死，剖開(kāi)腹腔，用生理鹽水（0-4℃），沖洗肝臟，濾紙吸干，組織剪剪碎，約2mm3大小，用PBS液反復(fù)沖洗，稱重，按1:4比例加入pH7.4的0.1MTrsi-HCl緩沖液，制成勻漿。194、4℃下以9000╳g離心30min，上清液在4℃下以l00000╳g離心60min，用Tris-HCl緩沖液洗滌沉淀3次，棄去上清液，粉紅色沉淀即為肝微粒體；5、將沉淀物懸浮于Trsi-HCl緩沖液（20%的甘油PBS）中，置-80℃冰箱內(nèi)保存，根據(jù)需要于實(shí)驗(yàn)前取出所需的量使用?！?藥物代謝研究方法20例：漢黃芩素對(duì)大鼠肝P450酶含量的影響21雙光束分光光度法測(cè)定肝微粒體P450酶含量取各肝微粒體勻漿樣品0.3mg·mL-1的肝微粒體懸液蛋白；分別置于對(duì)照池及樣品池，靜置2min，調(diào)零；向樣品池緩慢通入CO大約1min(約為2秒一個(gè)氣泡)；分別往對(duì)照池及樣品池加入連二亞硫酸鈉數(shù)毫克，立即顛倒混勻，穩(wěn)定2min；紫外分光光度計(jì)從400nm向500nm掃描，讀取450nm及490nm的吸光度，計(jì)算差值，依下式求算P450酶含量。22雙光束分光光度法測(cè)定肝微粒體P450酶含量P450含量(nmol·mgPro-1)=△OD(吸光度差值)×103/91×蛋白終濃度(mg·mL-1)含量可依據(jù)450~490nm間的克分子消光系數(shù)91mmol·ml-1計(jì)算。23例：漢黃芩素對(duì)大鼠肝P450酶含量的影響24一、體外法（四）肝細(xì)胞培養(yǎng)法不足之處：培養(yǎng)過(guò)程中，部分CYP450難以表達(dá)；其活性可能因此丟失。25二、在體法（一）藥物探針?lè)ㄈ缒承┧幬镞x擇性地經(jīng)某一同工酶代謝，其清除率可作為該同工酶的活性指標(biāo)?！?藥物代謝研究方法26用于體外實(shí)驗(yàn)的首選和可接受的CYP探針底物及其Km值27用于體內(nèi)測(cè)定的五藥和六藥“Cocktail”探針28二、在體法（二）體內(nèi)指標(biāo)法利用內(nèi)源性物質(zhì)及其代謝物的水平變化，反映某些藥物代謝酶或途徑的變化?！?藥物代謝研究方法29復(fù)習(xí)題一、名詞解釋藥物代謝二、是非題1、藥物發(fā)生結(jié)合反應(yīng)的目的主要是增加水溶性，以利從體內(nèi)排出。2、肝清除率ER=0.7表示僅有30%的藥物經(jīng)肝臟清除，70%的藥物經(jīng)肝臟進(jìn)入體循環(huán)。30三、多項(xiàng)選擇題1、體內(nèi)常見(jiàn)的結(jié)合劑主要包括A、葡萄糖醛酸；B、乙酰輔酶A；C、S-腺苷甲硫氨酸；D、硫酸。31三、多項(xiàng)選擇題2、藥物代謝第一相反應(yīng)包括A、氧化；B、還原；C、水解；D、結(jié)合。32三、多項(xiàng)選擇題3、下列關(guān)于藥物代謝與劑型設(shè)計(jì)的論述正確的是A、藥酶有一定的數(shù)量，因此可利用給予大劑量藥物使酶飽和，從而達(dá)到提高生物利用度的目的；B、藥物代謝的目的是使原型藥物滅活，并從體內(nèi)排出；C、老人藥物代謝速度緩慢，因此服用與正常人相同的劑量，易引起不良反應(yīng)和毒性；D、鹽酸羥芐肼為脫羧酶抑制劑，與左旋多巴組成復(fù)方，可抑制外周的左旋多巴的代謝，增加入腦量。33四、簡(jiǎn)答題1、試從干預(yù)藥物代謝過(guò)程的角度出發(fā)，舉例說(shuō)明高效藥物制劑設(shè)計(jì)的原理。34Chapter6Excertion35本章要求掌握藥物經(jīng)腎臟排泄的三種機(jī)制與影響腎臟藥物排泄的主要因素；肝腸循環(huán)概念與對(duì)藥物作用的影響；熟悉藥物膽汗排泄的過(guò)程式用特點(diǎn)；了解藥物排泄的其他途徑。36定義：Excretion:體內(nèi)藥物或其代謝產(chǎn)物排出體外的過(guò)程。腎、膽汁排泄是最主要的途徑。37§1藥物的腎排泄

38腎排泄三個(gè)過(guò)程：1）腎小球的濾過(guò)作用2）腎小管的重吸收3）腎小管主動(dòng)分泌§1藥物的腎排泄水溶性藥物、分子量小的藥物（<300）及肝生物轉(zhuǎn)化慢的藥物均由腎排泄消除39一、腎小球的濾過(guò)作用特點(diǎn)：通透性高（6~10nm小孔）;

濾過(guò)面積大（1.6m2）;

加壓過(guò)濾（入球口徑大）;

速度快，量多（180L/天）。血漿蛋白結(jié)合的藥物不被濾過(guò)；內(nèi)源性肌酐及外源性物質(zhì)菊粉的消除率與腎小球?yàn)V過(guò)率相近。§1藥物的腎排泄40二、腎小管的重吸收尿量1.5L重吸收方式：主動(dòng)重吸收:身體必需的維生素、電解質(zhì)、糖及氨基酸被動(dòng)重吸收：主要在遠(yuǎn)曲腎小管進(jìn)行，重吸收方式為被動(dòng)擴(kuò)散,大多數(shù)藥物重吸收的方式。重吸收程度取決于脂溶性、pKa、尿量和尿的pH§1藥物的腎排泄41二、腎小管的重吸收1、脂溶性藥物親脂性藥物分子易被吸收P1592、尿液pH（食、藥物等引起的尿液pH，改變）

4.5~8.0

巴比妥中毒：服NaHCO3

尿pH

解離度

排泄

§1藥物的腎排泄424344二、腎小管的重吸收3、尿量重吸收為一級(jí)速度，尿量

藥濃

重吸收

藥物中毒，用利尿藥§1藥物的腎排泄4546三、腎小管的主動(dòng)分泌藥物

主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)

分泌排泄

尿§1藥物的腎排泄*血漿蛋白結(jié)合率影響腎小球過(guò)濾，不影響分泌游離型

結(jié)合型*陰、陽(yáng)離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)47三、腎小管的主動(dòng)分泌（一）弱酸性藥物

陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)分泌，（二）弱堿

陽(yáng)§1藥物的腎排泄互不干擾，互不影響載體，能量，逆濃度，競(jìng)爭(zhēng)性，飽和性48四、腎清除率概念：指腎臟在單位時(shí)間內(nèi)清除含有藥物的血漿容積（ml/min或L/h）。計(jì)算：Clr=U

V/P菊粉U--尿藥濃度（mg/ml）；V--尿量（ml/min）；P--藥物的血漿濃度（mg/ml）§1藥物的腎排泄49§1藥物的腎排泄四、腎清除率Clr正常120ml/mim藥物的清除：血藥濃度，腎功能，血藥濃度

腎排出的藥量

。腎功能腎清除率

。50五、血液透析含氮廢物及下列條件的藥物：水溶性，血漿蛋白結(jié)合，分子量，分布容積。§1藥物的腎排泄5152§2藥物的膽汁排泄

藥物

血液肝膽汁

十二指腸

排泄主動(dòng)排泌：有機(jī)酸

有機(jī)堿中性化合物膽酸及膽汁酸鹽

重金屬53腸肝循環(huán)膽汁中排泄的藥物在小腸中重新被吸收的現(xiàn)象。藥物在體內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，§2藥物的膽汁排泄

54血藥濃度有時(shí)出現(xiàn)雙峰。腸肝循環(huán)§2藥物的膽汁排泄

55一、乳汁排泄1、藥物的濃度梯度2、藥物的脂溶性3、血漿與乳汁的pH（6.4-7.6）弱堿性藥物可等于或高于血漿。4、

藥物的分子量乳母在哺乳期禁用或慎用一些藥物：異煙肼、氯霉素、雙克、滅滴靈、四環(huán)素、萘啶酸、甲丙氨酯等；服比較安全的藥：嬰兒哺乳后或下次哺乳前3~4小時(shí)用藥?！?藥物的其他排泄56二、唾液排泄(pH=6.5)脂溶性藥物；以唾液濃度作為血藥濃度的指標(biāo)三、肺排泄四、汗腺排泄§3藥物的其他排泄57一、給藥途徑１、代謝酶在體內(nèi)分布不同：口服：首關(guān)消除代謝有飽和現(xiàn)象：酶的活性和量有限指導(dǎo)意義：１）設(shè)計(jì)前體藥物類制劑２）利用飽和現(xiàn)象制劑設(shè)計(jì)３）改變給藥途徑２、局部器官和組織的血流量5859二、給藥劑量和劑型的影響

飽和現(xiàn)象（硫酸、甘氨酸結(jié)合的代謝反應(yīng)常在很小的劑量范圍內(nèi)即達(dá)到飽和）給藥量（mg）60二、給藥劑量和劑型的影響

混懸、溶液劑口服后直接接觸胃腸表面，易形成飽和；顆粒劑需要溶出，吸收逐漸，較少出現(xiàn)飽和.61三、酶誘導(dǎo)作用和抑制作用酶誘導(dǎo)劑與酶抑制劑：芐絲肼62636465四、生理因素

1、年齡：兒童、老人代謝能力低內(nèi)質(zhì)核網(wǎng)形成不完全，藥酶活性低662、性別：雄性大鼠的代謝活性較高3、種族和個(gè)體差異：琥珀膽堿----先天性假性膽堿酯酶缺陷者的病人中的人代謝速率僅為正常人的一半。異煙肼的快乙?；透呒铀魅苏?2%674、飲食

缺乏蛋白質(zhì)：肝細(xì)胞分化減慢，細(xì)胞色素P450、

NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶活性降低缺乏亞油酸或膽堿：微粒體中磷脂↓，混合功能氧化酶的功能↓金屬元素：硒、鈣、磷、鋅長(zhǎng)期缺乏，細(xì)胞色素

P450↓維生素:

維生素B2缺乏：黃素酶活性↓→還原酶活性↓維生素A、E缺乏：混合功能氧化酶功能↓68排泄試驗(yàn)的要求

化學(xué)藥物非臨床藥代動(dòng)力學(xué)研究技術(shù)指導(dǎo)原則/20031尿和糞的藥物排泄：1）動(dòng)物及數(shù)量：一般采用小鼠或大鼠，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)至少5只；2）設(shè)備：代謝籠；69排泄試驗(yàn)的要求

化學(xué)藥物非臨床藥代動(dòng)力學(xué)研究技術(shù)指導(dǎo)原則/20033）劑量：一個(gè)有效劑量；4）樣品采集時(shí)間點(diǎn)的設(shè)定：參考預(yù)試驗(yàn)，時(shí)間點(diǎn)：包括給藥前、藥物從尿或糞中開(kāi)始排泄、排泄高峰及排泄基本結(jié)束的全過(guò)程。70排泄試驗(yàn)的要求

化學(xué)藥物非臨床藥代動(dòng)力學(xué)研究技術(shù)指導(dǎo)原則/20035）樣品處理：按時(shí)間間隔分段收集尿或糞的全部樣品。糞樣品涼干后稱重，按一定比例制成勻漿，記錄總體積，取部分樣品進(jìn)行藥物含量測(cè)定。71排泄試驗(yàn)的要求

化學(xué)藥物非臨床藥代動(dòng)力學(xué)研究技術(shù)指導(dǎo)原則/20032、膽汁排泄：一般用大鼠在乙醚麻醉下作膽管插管引流，待動(dòng)物清醒后給藥，并以合適的時(shí)間間隔分段收集膽汁，進(jìn)行藥物測(cè)定。3、記錄藥物自糞、尿、膽汁排出的速度及總排出量（占總給藥量的百分比），提供物質(zhì)平衡的數(shù)據(jù)。

72例：漢黃芩素大鼠體內(nèi)排泄研究

1、測(cè)定大鼠糞、尿、膽汁中漢黃芩素濃度的HPLC方法的建立與考證

圖1大鼠糞空白HPLC圖圖2給藥大鼠糞樣品HPLC圖73例：漢黃芩素大鼠體內(nèi)排泄研究

2、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法1）糞便、尿液的收集：大鼠10只，雌雄各半，禁食但可自由飲水10小時(shí)后，尾靜脈注射漢黃芩素20mg/kg后，放入代謝籠中，收集給藥后0-4、4-8、8-12、12-24、24-36、36-48小時(shí)的尿液和糞便，測(cè)量尿液的體積和稱取糞便的重量。

74例：漢黃芩素大鼠體內(nèi)排泄研究

2、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法2）取大鼠10只，雌雄各半，禁食但可自由飲水10小時(shí)后，用乙醚淺麻后作膽管插管手術(shù)，待動(dòng)物蘇醒后，尾靜脈注射漢黃芩素20mg/kg，收集0-2、2-4、4-6、6-8、8-10小時(shí)的膽汁，-20

C冰凍保存，直至分析

75例：漢黃芩素大鼠體內(nèi)排泄研究

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