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1、第三章 药物代谢动力学,本章内容,1、药物的吸收 2、药物分布 3、药物代谢 4、药物排泄 5、给药途径 6、药物计量控制,与生物体内的靶点具有强烈相互作用的药物，并不能保证这些药物具有良好的临床活性，药物在进入生物体内的吸收、分布、代谢和消除也极大地影响药物活性的发挥。研究药物在生物体内这些过程的科学称为药物代谢动力学。,5的原则,多数口服有效的药物，相对分子量低于500，lgP 5, 具有不多于5个氢键供体和10个氢键受体基团。 在新药研究中，尽早地考虑药物代谢动力学性质是非常明智的，因为如果药物不能有效地到达作用靶点，那么要获得良好的疗效是不可能的。,一、药物的吸收,口服药物要达到特定的
2、靶点必须经过肠壁才能进入血液。 透皮吸收的药物通过皮肤直接进入血液系统，栓剂通过黏膜进入血液。 肌肉注射通过扩撒进入肌肉组织的血管 静脉注射直接进入血液系统。 气雾剂通过肺部的毛细血管进入血液系统。,多数的口服药物是在小肠上被吸收的，必须经过肠壁才能进入血液。如果药物的分子量较低（ 200），则需要两次穿过肠道细胞膜才能进入血液。,细胞膜,细胞膜：主要成份由磷脂，构成的双分子层，厚度约80A。,磷脂酰胆碱,药物的疏水性,由于细胞膜的表面是亲水性的，而内部是疏水性的，因此一种药物要通过肠道细胞膜，需要在亲水性和疏水性之间有一个平衡，这是”5”的原则的理论基础。,少数强极性的药物能够被肠道吸收，是
3、因为它们与体内载体蛋白的靶分子结构类似，而被偷运进入细胞。 有时药物特意被设计成强极性的，以便留在肠道内，治疗肠道的细菌感染。,二、药物的分布,1、进入血液： 药物被吸收进入血液后，随血液进行循环，在很短时间内到达全身的各个器官和组织（一分钟左右）。 虽然药物在血液中是平均分布的，但在全身的分布是不均匀的，因为某些器官的血液流量高于其他的器官。,2、分布到器官和组织 药物从毛细血管离开，进入人体组织和器官周围的含水体液中。毛细血管壁非常薄，由单层密集排列的细胞构成，细胞间有90150A的空隙，药物分子很易于通过。,3、分布到细胞 药物到达组织和器官周围的体液后，如果靶点位于细胞膜上，则马上产生
4、作用；如果靶点位于细胞内，则还需要穿过细胞膜进入细胞，或者被载体蛋白转运进入细胞。,4、其他因素的影响 疏水性较强的药物容易被脂肪组织大量吸收而从血液中清除，带电荷的药物容易与各种大分子（蛋白质、核酸、多 糖等）结合从血液中清除。药物也能够与血液中的血浆蛋白结合。因此服用的药物一般只有很小的部分到达目标靶点，产生治疗作用。,5、血脑屏障 向大脑供血的毛细血管壁由排列特别紧密的细胞构成，细胞间没有空隙，并且毛细血管的外部被一层脂肪覆盖。因此进入大脑的药物需要较高的脂溶性，才能穿过脂肪层和毛细血管的细胞膜。,6、胎盘屏障 胎盘屏障将母亲的血液和胎儿分开，但母亲的血液为胎儿提供营养物质和运走废物。脂
5、溶性的药物最容易通过此屏障。化学药物，如乙醇、烟碱或可卡因等均能够进入胎儿的供血系统。,三、药物代谢和失活,药物代谢是指药物在体内经历的化学变化。一般是经一些酶促化学反应，生成比原药具有较大的极性和水溶性的产物，利于被排泄或和与一些内源性物（如葡萄糖醛酸，谷胱甘肽）结合而促进排泄速率。,代谢并不全是去毒，有时代谢可使原药生成具有生物活性物质，从而发生更好的疗效或者产生更强的毒性。,参与药物代谢的酶主要存在于肝脏中，少数存在于肠道和供血系统中。 药物的代谢反应可以分为I相代谢和II相代谢。,1、I相代谢,通常包括将极性的基团引入药物中，或者对现有的基团进行增加极性的修饰。氧化反应在I相代谢中特别
6、重要，这些反应主要由肝脏中的P450氧化酶系所催化。,氧化反应,1. 芳烃羟基化,引入羟基，得相应的酚类，优先发生在芳环的对位。,2. 侧链脂烃基羟基化,3. O 、S 去烃基作用,4. N去烃基作用,CH3CH2OH CH3CHO CH3COOH,5. 醇脱氢（氧化）,还原反应,还原是生物体内十分重要的生物转化过程，在肝内存在许多酶，可以还原醛，酮、硝基、偶氮、碳碳双键等。,1. 醛酮还原成醇,Cl3CCHO Cl3CCH2OH,3. 偶氮还原断裂,百浪多息,磺胺,2. 硝基还原成氨基,酯和酰胺在酶催化下水解，产生水溶性的羧酸、醇和氨。,水解反应,在甲基化转移酶催化下进行，对一些儿茶酚胺的灭
7、活代谢起着重大的作用，其它含N、O、S的基团都能进行,甲基化,乙酰化,芳伯胺药物在代谢时大都被乙酰化结合，一般药物经N-乙酰化代谢后，生成无活性或毒性较小的产物。,磺胺嘧啶,2、II相代谢,II相代谢是将药物或药物经I相代谢生成的代谢产物与特定的内源性组分连接起来。参与这一反应的内源性物质经常是甘氨酸、谷氨酰胺、葡萄糖醛酸和硫酸。,II相代谢的产物一般具有很高的水溶性，更容易通过尿液和胆汁排泄出去。 经胆汁排泄的轭合物在肠内易发生酶促水解，游离出的药物又可被肠重吸收，使药物在体内保持的时间较长。,（1） 葡萄糖醛酸轭合：C6H9O6,能与含羟基、羧基、氨基、巯基的小分子结合，成O-、N-、S-
8、苷键,（3）硫酸轭合：H2SO4,（2） 甘氨酸轭合：H2NCH2COOH,含酚羟基的内源性化合物（代谢物）的一个重要的代谢途经：,四、药物排泄,相反应,相反应,肠肝循环,药物及其代谢产物能够通过一系列的途径从体内被清除，包括经肾脏、肺、皮肤和胆管，其中经肾脏以尿液的形式排除最为重要。,肾脏排泄：肾脏是药物及其代谢产物的主要排泄途径。肾脏过滤出血液中的废弃化学物质，将它们排出到尿液中。,肾脏排泄,肺部排泄：挥发性和气态的药物，经从肺部的毛细血管中被排出，扩散到气囊，然后被呼出。 胆管排泄：少数药物能够通过胆汁被排入肠道，在此部分被重新吸收，进入血液循环。 其他途径：药物有1015的部分被汗液带
9、走，也可以通过唾液和乳汁被排泄。,五. 给药途径,给药是将一种药物引入人体内的方法。采用何种给药方法取决于药物的物理化学性质、在体内的药物动力学性质和靶器官的位置。,常用的给药途径,1、口服给药 2、黏膜给药 3、吸入给药 4、局部给药 5、直肠给药 6、注射给药 7、注射泵给药,（1）口服给药,最方便的给药方法，但是对药物的物理化学性质要求最高。 口服的药物必须耐受胃酸的破坏、不被胃肠道的消化酶所分解、具有恰当的亲水/疏水比，以便穿过肠壁进入血液。,（2）黏膜给药,药物直接通过口腔或舌下的黏膜被吸收避免消化道的破坏，并且能迅速进入血液。,（3）吸入给药 气态或低沸点的药物，如全身麻醉药物乙醚
10、、氯仿等。 部分靶点在肺部的药物，如抗哮的药物。,（4）局部给药,多数的皮肤用药或者一些高脂溶性药物。 （5）注射给药 有四种方法：静脉注射、肌肉注射、皮下注射、膜内注射。药物很快进入血液，药物的血液含量更易于控制。但药物副反应可能更强、更难于控制，并且要求严格的灭菌技术。,六、药物剂量,药物在靶点周围的浓度必须达到治疗剂量，同时又必须处于安全剂量以内，药物剂量的选择需要准确的药物代谢动力学的知识。一般血液中的药物浓度（血药浓度）被用于确定药物的治疗和安全剂量水平。,药物的半衰期,药物的半衰期是指药物的血药浓度降低到一半时所需的时间。药物的半衰期可以从几分钟几个月。,稳态浓度,由于药物的代谢与消除与给药基本同步发生，因此维持体内的治疗剂量需要在一定的时间内重复给药。通常药物达到稳态浓度需要6个半衰期。,规定剂量下药物浓度波动,时间血药浓度曲线,药物耐受性,某些药物在重复给药后，其药效会逐步降低或消失，为达到同样的治疗效力，必须增加药物的剂量，这种现象称为药物耐受性。,耐药性产生的机制,（1）药物的使用诱导体内代谢酶的增量合成，导致药物的代谢速度加快。 （2）一些受体拮抗剂占据靶受体，引起细胞合成更多的受体来对抗拮抗剂的作用，因此在后续给药时需要更高的剂量。,
