☆ ☆☆考点4:药物的分布、代谢和排泄
1.药物的分布
药物的分布是指药物从给药部位吸收进入血液后,由循环系统运送至体内各脏器组织(包括靶组织)中的过程。
药物在体内分布后的血药浓度与药理作用有密切关系,不仅决定着药物作用的强度、速度、持续时间,还关系到药物在组织的蓄积和毒副作用等安全性问题,故往往根据血药浓度来判断药效。
(1)影响分布的因素
①体液循环速度与血管透过性的影响。吸收的药物通过血液循环向体内各组织分布。药物穿过毛细血管壁的速度快慢,主要取决于血液循环的速度,其次为毛细血管壁的通透性。
药物必须先从毛细血管中渗出,才能从循环系统向组织转移。毛细血管壁是具有微孔的类脂质屏障,管壁很薄,未与血浆蛋白结合的游离型药物及分子量在200~800的小分子药物很容易透过毛细血管壁。随着药物分子量增大,膜孔透过性变小。
②血浆蛋白结合。药物与蛋白质结合后,不能透过血管壁向组织转运,不能经肝脏代谢,也不能由肾小球滤过。只有药物的游离型分子才能从血液向组织转 运,并在作用部位发挥药理作用,进而进行代谢和排泄。故药物转运至组织主要决定于血液中游离型药物的浓度,其次也与该药物和组织结合的程度有关。
药物与血浆蛋白结合是一种可逆过程,有饱和现象。药物与蛋白结合也是药物贮存的一种形式。药物与血浆蛋白可逆性结合,能降低药物的分布与消除速度,使血浆中游离型药物保持一定的浓度和时间,不致因很快消除而作用短暂。
药物与蛋白结合的除了受药物的理化性质、给药剂量、药物与蛋白质的亲和力及药物相互作用等因素影响外,还与动物种差、性别差异、年龄差异以及病理状态等因素有关。
③组织结合与蓄积。药物在体内的选择性分布,除决定于生物膜的转运特性外,不同组织对药物亲和力的不同也是重要原因之一。除血浆蛋白外,其他组织 细胞内存在的蛋白、脂肪、DNA、酶以及多糖类等高分子物质,亦能与药物发生非特异性结合,这种结合与药物和血浆蛋白结合的原理相同。一般组织结合也是可 逆的,药物在组织与血液间仍保持着动态平衡关系。
当药物对某些组织具有特殊亲和性时,该组织往往起到储库的作用。此时,药物进入组织的速度大于从组织中解脱进入血液的速度。如药物连续使用,该组织中药物浓度有逐渐上升的趋势,这种现象称为蓄积。
(2)淋巴系统转运。血液循环与淋巴循环共同构成体循环,由于血流速度比淋巴流速快200~500倍,故药物主要通过血液循环转运。但药物的淋巴 系统转运,在以下情况也是十分重要的:①某些特定物质如脂肪、蛋白质等大分子物质转运必须依赖淋巴系统;②传染病、炎症、癌转移等使淋巴系统成为靶组织 时,必须使药物向淋巴系统转运;③淋巴循环可使药物不通过肝脏从而避免首关作用。
(3)血脑屏障与胎盘屏障。药物向中枢神经系统的转运,取决于该药物在pH 7.4时的分配系数和解离度。在血浆pH为7.4时,弱酸性药物主要 以解离型存在,而弱碱性药物主要以非解离型存在,一般说来,弱碱性药物容易向脑脊液转运。除了药物在血液中的解离度和油/水分配系数外,药物与血浆蛋白结 合程度也能在一定程度上影响血液一脑脊液间的药物分配,但只有药物的亲脂性才是药物能否透过血脑屏障的决定因素。
在母体循环系统与胎儿循环系统之间,存在着胎盘屏障。胎盘屏障对母体与胎儿间的体内物质和药物交换,起着十分重要的作用。胎盘屏障的性质与其他生 物膜相似,胎盘作用过程类似于血脑屏障。胎盘转运机制包括被动转运和主动转运,因为胎儿的脑组织和其他组织相比尚未成熟,血脑屏障也同样尚未成熟,因此许 多药物易于透入胎儿脑内。大部分药物以被动转运通过胎盘。非解离型药物脂溶性越大,越易透过。分子量600以下的药物,容易透过胎盘,分子量1000以上 的水溶性药物,已难以透过。脂溶性低、高度离子化的物质如季铵盐类转运极少。
2.药物的代谢
药物代谢是指药物在体内发生化学结构变化的过程,即是在酶参与之下的生物转化过程。参加药物代谢的酶通常分为微粒体酶系(主要存在于肝脏)和非微 粒体酶系(存在于肝、血液及其他组织)。药物的代谢产物通常比原药物的极性增大、水溶性增强、更适于肾脏排泄和胆汁排泄。多数药物代谢后其活性减弱或失去 活性,但也有些药物经代谢转变成药理活性物质。药物经代谢转化成活性物质称为活化过程,例如可待因转化为吗啡等。
药物代谢主要在肝脏内进行。代谢过程通常可分为两个阶段:第一阶段是药物分子被氧化、羟基化、开环、还原或水解,结果使药物结构中引入了羟基、氨 基、亚氨基或羧基等极性基团。第二阶段往往是结合反应,即上述的极性基团与体内的某些成分如葡萄糖醛酸、硫酸、甘氨酸、醋酸等结合成葡萄糖醛酸甙、硫酸酯 或乙酰化物等,进一步增加了药物的极性和水溶性,使其容易从肾脏排泄。药物代谢也可能在其他部位如血浆、体液或肠道等处发生。医学全.在线网.站.提供
口服制剂在吸收过程和吸收后进入肝转运至体循环过程中,部分药物被代谢,使进入体循环的原形药物量减少的现象,称为"首关效应".有首关效应的药 物生物利用度低。自消化道吸收的药物由门静脉进入肝脏,在肝细胞内,有的药物随胆汁排出,有的药物被酶转化为代谢产物。这种在肝细胞内随胆汁排出和由药酶 转化成代谢产物的药物比例称肝提取率,它是指药物通过肝脏由门静脉血清除的分数,肝提取率介于0~1之间。
影响药物代谢的因素有给药途径、给药剂量和剂型、酶抑或酶促作用、合并用药,以及生理因素(如性别、年龄、种族、个体、疾病、饮食等差别)等。
3.药物的排泄
排泄是指体内原型药物或其代谢物排出体外的过程。肾是药物排泄的主要器官,其次是胆汁排泄。还可经乳汁、唾液、呼气、汗腺等排泄,但排泄量很少。
(1)肾脏排泄。肾脏是人体排泄药物及其代谢物的最重要器官。药物的肾排泄是指肾小球滤过、肾小管分泌和肾小管重吸收的总和。
(2)胆汁排泄。除肾脏排泄外,原形药物及其代谢物也可能由胆汁排泄。向胆汁转运的药物也是一种通过细胞膜的转运现象。转运机制也有被动扩散和主 动转运等。从胆汁被动扩散排泄的药物,它的扩散速度受药物分子大小、脂溶性等因素影响。当药物分子上存在极性强的基团时,胆汁排泄量就较多;分子量在 500左右的药物有较大的胆汁排泄率。胆汁排泄的主动转运也有饱和现象和竞争性抑制。通过主动转运从胆汁排泄的药物,随着投药量的增大,血药浓度上升,达 到饱和现象后,血液中药物的消除时间随着投药量的增加而延长。
肠肝循环是指在胆汁中排出的药物或代谢物,在小肠中转运期间重新吸收而返回门静脉的现象。有肠肝循环的药物在体内能停留较长的时间。这类药物若与某些药物合用,或改变制剂工艺,或因病理原因使肠肝循环情况发生变化,立即会影响到药效和毒性。