药物的跨膜转运

药动学考纲三、药动学1.药物的体内过程·药物跨膜转运的方式，·药物的吸收、分布、代谢、排泄及其影响因素、·血浆蛋白结合率和肝肠循环的概念、·常见P450酶系及其抑制剂和诱导剂掌握2.药物代谢动力学药动学基本概念及其重要参数之间的相互关系：药-时曲线下面积、生物利用度、达峰时间、药物峰浓度、消除半衰期、表观分布容积、清除率等熟练掌握一、药物的体内过程药物从进入机体至离开机体，可分为四个过程：简称ADME系统→与膜的转运有关。

（一）药物的跨膜转运：※药物在体内的主要转运方式是：简单扩散！Ⅰ、被动转运——简单扩散1.概念：指药物由浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散，以浓度梯度为动力。

2.特点：（1）不消耗能量。

（2）不需要载体。

（3）转运时无饱和现象。

（4）不同药物同时转运时无竞争性抑制现象。

（5）当膜两侧浓度达到平衡时转运即停止。

3.影响简单扩散的药物理化性质（影响跨膜转运的因素）（1）分子量分子量小的药物易扩散。

（2）溶解性脂溶性大，极性小的物质易扩散。

（3）解离性非离子型药物可以自由穿透。

离子障是指离子型药物被限制在膜的一侧的现象。

※药物的解离程度受体液pH 值的影响离子型非离子型4.体液pH值对弱酸或弱碱药物的解离的影响：※pK a（解离常数）的含义：>>是指解离和不解离的药物相等时，即药物解离一半时，溶液的pH值。

>>每一种药物都有自己的pK a。

若为弱酸性药物，则：若为弱碱性药物，则：从公式可见，体液pH算数级的变化，会导致解离与不解离药物浓度差的指数级的变化，所以，pH值微小的变动将显著影响药物的解离和转运。

一个pK a＝8.4的弱酸性药物在血浆中的解离度为A.10%B.40%C.50%D.60%E.90%『正确答案』A『正确解析』pH对弱酸性药物解离影响的公式为：即：解离度为107.4-8.4＝10-1＝0.1。

※四两拨千斤：体液pH值对药物解离度的影响规律：◇酸性药物——在酸性环境中解离少，容易跨膜转运。

细胞膜的跨膜物质转运功能既然膜主要是由脂质双分子层构成的，那么理论上只有脂溶性的物质才有可能通过它。

但事实上，一个进行着新陈代谢的细胞，不断有各种各样的物质〔从离子和小分子物质到蛋白质等大分子，以及团块性固形物或液滴〕进出细胞，包括各种供能物质、合成细胞新物质的原料、中间代谢产物和终产物、维生素、氧和二氧化碳，以及Na、K、Ca2离子等。

它们理化性质各异，且多数不溶于脂质或其水溶性大于其脂溶性。

这些物质中除极少数能够直接通过脂质层进出细胞外，大多数物质分子或离子的跨膜转运，都与镶嵌在膜上的各种特殊的蛋白质分子有关；至于一些团块性固态或液态物质的进出细胞〔如细胞对异物的吞噬或分泌物的排出〕，那么与膜的更复杂的生物学过程有关。

现将几种常见的跨膜物质转运形式分述如下：〔一〕单纯扩散溶液中的一切分子都处于不断的热运动中。

这种分子运动的平均动能，与溶液的绝对温度成正比。

在温度恒定的情况下，分子因运动而离开某一小区的量，与此物质在该区域中的浓度〔以mol/L计算〕成正比。

因此，如设想两种不同浓度的同种物质的溶液相邻地放在一起，那么高浓度区域中的溶质分子将有向低浓度区域的净移动，这种现象称为扩散。

物质分子移动量的大小，可用通量表示，它指某种物质在每秒内通过每平方厘米的假想平面的摩尔或毫尔数。

在一般条件下，扩散通量与所观察平面两侧的浓度差成正比；如果所涉及的溶液是含有多种溶质的混合溶液，那么每一种物质的移动方向和通量，都只决定于各该物质的浓度差，而与别的物质的浓度或移动方向无关。

但要注意的是，在电解质溶液的情况下，离子的移动不仅取决于该离子的浓度也取决于离子所受的电场力。

在生物体系中，细胞外液和细胞内液都是水溶液，溶于其中的各种溶质分子，只要是脂溶性的，就可能按扩散原理作跨膜运动或转运，称为单纯扩散。

这是一种单纯的物理过程，区别于体内其他复杂的物质转运机制。

但单纯扩散不同于上述物理系统的情况是：在细胞外液和细胞内液之间存在一个主要由脂质分子构成的屏障，因此某一物质跨膜通量的大小，除了取决于它们在膜两侧的浓度外，还要看这些物质脂溶性的大小以及其他因素造成的该物质通过膜的难易程度，这统称为膜对该物质的通透性。

促进药物跨细胞膜途径吸收机制引言药物的有效吸收是药物治疗的关键步骤之一。

大多数药物需要通过细胞膜进入细胞内部才能发挥作用，因此了解和促进药物跨越细胞膜的途径对于提高药物吸收效率具有重要意义。

本文将探讨促进药物跨细胞膜途径吸收的机制，并介绍一些相关的研究方法和技术。

细胞膜透过机制细胞膜是由脂质双层组成的，具有高度选择性的通透性。

药物跨越细胞膜主要通过被动扩散、主动转运和细胞内泡转运等机制实现。

被动扩散被动扩散是指药物通过浓度梯度驱动自由地从高浓度区域向低浓度区域移动。

这种过程不需要能量消耗，取决于药物分子的疏水性和分子量等因素。

疏水性较好的小分子药物更容易通过细胞膜。

主动转运主动转运是指药物通过跨越细胞膜的蛋白质通道或载体蛋白，依赖能量消耗，从低浓度区域向高浓度区域移动。

这种过程可以逆转浓度梯度，使药物在体内积累。

主动转运通常与特定的转运蛋白相互作用，如ABC转运体和离子通道等。

细胞内泡转运细胞内泡转运是指药物通过细胞内泡的形成和释放实现跨越细胞膜。

这种机制常见于通过内吞作用将药物囊泡进入细胞内部或通过囊泡的外分泌将药物释放到细胞外环境。

促进药物跨细胞膜途径吸收的策略为了提高药物的吸收效率，研究人员开发了一系列策略来促进药物跨越细胞膜途径的吸收。

脂质纳米粒子（Lipid Nanoparticles）脂质纳米粒子是由生物相容性的脂质组成的纳米级粒子，可以用于包裹和传递药物。

通过调整脂质纳米粒子的性质，可以改变药物的溶解度、稳定性和细胞膜渗透性，从而促进药物跨越细胞膜。

细胞膜穿透肽（Cell Penetrating Peptides）细胞膜穿透肽是一类富含阳离子氨基酸的多肽，具有对细胞膜具有高度亲和力的特点。

这些肽序列可以与细胞膜结合并渗透到细胞内部，从而将药物引入细胞内。

载体介导转运（Carrier-Mediated Transport）载体介导转运利用具有高选择性的转运载体将药物跨越细胞膜。

这些转运载体通常与特定的药物结合，并通过与细胞膜上的受体结合来实现跨越。

第三章 药物代谢动力学药物代谢动力学，简称为药动学，研究药物体内过程及体内药物浓度随时间变化的规律。

药物由给药部位进人机体产生药理效应，然后由机体排出，其间经历吸收、分布、代谢和排泄四个基本过程，这个过程称为药物的体内过程。

其吸收、分布和排泄称药物转运，代谢和排泄合称消除(elimination)。

药物在体内虽然不一定集中分布于靶器官，但在分布达到平衡后药理效应强弱与药物血浆浓度成比例。

医生可以利用药动学规律科学地计算药物剂量以达到所需的血药浓度并掌握药效的强弱久暂。

这样可以比单凭经验处方取得较好的临床疗效。

第一节 药物的跨膜转运药物跨膜转运是指药物在吸收、分布、生物转化和排泄时多次穿越生物膜的过程。

生物膜的结构是以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着不同生理功能的蛋白质。

脂质分子以磷脂较多，并赋予细胞膜一定的流动性和通透性，极有利于脂溶性药物通过;蛋白质分子组装成物质载体和离子通道，载体参与某些药物跨膜转运，离子通道则是某些药物作用的靶位。

药物的跨膜转运方式主要有被动转运和主动转运两种：(一）被动转运被动转运是指药物由高浓度一侧向低浓度一侧的跨膜转运。

包括简单扩散、滤过和易化扩散。

1.简单扩散 又称脂溶扩散。

指脂溶性药物可溶于细胞膜的脂质而透过细胞膜，大多数药物的转运方式属简单扩散。

扩散速度除取决于膜的性质、面积及膜两侧的浓度梯度外，还与药物的性质有关。

分子量小的（小于200D)、脂溶性大的、极性小的（不易离子化）药物较易通过。

药物多是弱酸性或弱碱性化学物质,它们在体液环境中可溶解生成离子型分子，这种离子型药物不易跨膜转运,并被限制在膜的一侧，形成离子障现象，而非离子型药物可自由通过。

药物的离子化程度与其pKa(弱酸性或弱碱性药物解离常数的负对数值）及其所在溶液的pH有关。

改变体液环境pH可以明显影响药物的离子化程度，进而影响其跨膜转运。

一般来说,弱酸性药物在酸性环境下不易解离，非离子型多，脂溶性大，容易跨膜转运；而在碱性环境下易解离，离子型多，脂溶性小，不易跨膜转运。

细胞的跨膜物质运输的方式及特点
细胞膜是细胞的外层边界,它在维持细胞内环境的稳定性和细胞的完整性方面起着关键作用。

细胞膜对某些物质是选择性渗透的,这意味着一些物质可以自由穿过细胞膜,而另一些则需要特殊的运输机制。

细胞通过以下几种方式实现跨膜物质运输:
1. 简单扩散
小分子如氧气、二氧化碳和水等可以自由地穿过细胞膜,这种无需能量消耗的过程称为简单扩散。

简单扩散的速率取决于浓度梯度,物质会从高浓度区域向低浓度区域扩散。

2. 易化扩散
对于一些疏水性分子,如脂肪酸和一些药物,它们难以直接穿过亲水性的细胞膜。

这种情况下,它们可以通过与膜脂质结合的方式进行跨膜运输,这种过程称为易化扩散。

3. 主动运输
对于一些无法通过简单扩散或易化扩散进入细胞的大分子和离子,细胞需要利用能量驱动的主动运输机制。

主动运输需要特殊的蛋白质载体,如离子泵和转运蛋白,利用ATP水解产生的能量将物质从低浓度区域转移到高浓度区域。

4. 胞吞作用和胞吐作用
胞吞作用是细胞通过将膜内陷并包裹周围介质中的物质形成小泡的
方式将大分子或颗粒物质吸收进细胞内的过程。

相反,胞吐作用则是细胞将不需要的物质包裹在小泡中排出细胞外的过程。

5. 通过蛋白质通道
一些离子和小分子可以通过细胞膜上的特殊蛋白质通道进行跨膜运输,如离子通道和水通道。

这些通道具有高度的选择性,只允许特定的物质通过。

细胞膜的选择性渗透性和各种跨膜运输机制对于维持细胞内环境的稳定、物质和信号的传递以及细胞的正常代谢活动都至关重要。

不同的细胞类型和生理状态下,跨膜运输的方式和特点也会有所不同,以满足细胞的特定需求。

高考生物跨膜运输知识点高考生物跨膜运输知识点生物学中，跨膜运输是指细胞跨过细胞膜将物质传输到细胞内或细胞外的过程。

在高考生物考试中，跨膜运输是一个重要的考题，涉及到了细胞膜结构、物质转运及其重要的生理功能。

因此，本文将为大家介绍高考生物跨膜运输的知识点，帮助大家深入理解这一重要的生物学概念。

一、细胞膜结构细胞膜是由磷脂双层和蛋白质组成的。

磷脂双层在水中自组装成为一个类似于油的膜，其两侧分别包含有亲水性的头部和亲疏水性的尾部。

尾部中的疏水性分子为磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸等，且它们的静电荷不同，导致膜内的蛋白质分布也不同。

蛋白质在细胞膜中有着各种不同的功能，比如传递信息，促进物质运输等等。

细胞膜的结构决定了其对物质的选择性通透性，即只允许亲水性的小分子通过膜孔道进出细胞，例如水和一些离子。

对于大分子，如蛋白质或核酸而言，它们则需要通过跨膜运输的方式被细胞膜转运。

二、物质跨膜转运在生物学中，物质跨膜转运是指跨过细胞膜将物质传输到细胞内或细胞外的过程。

这个过程可以由被动、主动转运以及细胞外囊泡等多种方式实现。

1. 被动转运被动转运是一种passively diffussion 的过程，即物质沿着其浓度梯度从高浓度区域自发地扩散到低浓度区域，例如氧气和二氧化碳的进出细胞膜。

对于非极性分子以及极性分子的小分子而言，由于它们没有带电，因此可以轻易地穿过细胞膜进入细胞内或者跨出来。

2. 主动转运主动转运是指需要能量的转运过程，即分子非自发地沿着浓度对比相反的方向运动，以维持化学平衡。

它可以分为原位调节、信号传导和转运蛋白三种。

原位调节转运是通过离子泵、钠-钾泵等的机械作用来驱动分子运动过程，将一些离子从低浓度区向高浓度区运输。

信号传导转运凭借的是信号分子的生成或者传递过程，例如细胞表面的受体可以将信号传递到细胞内部，促进细胞对于外界环境的适应。

转运蛋白主要是利用细胞膜表面存在的一些载体蛋白，将某些大分子或者离子通过膜孔道运输到细胞内或者细胞外，也是实现物质跨膜运输的常见方法之一。

一，药物的转运方式被动转运：药物借助细胞膜两侧存在的药物浓度梯度，从高浓度侧向低浓度侧扩散。

（1）简单扩散：脂溶扩散，药物通过溶于脂质膜而被扩散；水溶扩散：分子量小、分子直径小于膜孔的物质借助膜两侧的流体静压和渗透压差被水带到低压一侧的过程。

影响因素：膜两侧浓度差，药物的脂溶性，药物的解离度，药物所在环境的PH。

（2）易化扩散：顺浓度差、不消耗能量、需要载体或通道介导，存在饱和和竞争性抑制现象。

主动转运：药物从低浓度一侧跨膜向高浓度一侧的转运，消耗能量，需要载体，转运有饱和、竞争性抑制现象。

（1）原发性主动转运：直接利用ATP分解成ADP释放出的游离自由能来转运物质。

（2）继发性主动转运：不直接利用分解ATP产生的能量，而是与原发性主动转运中的转运离子相耦合，间接利用细胞内代谢产生的能量来进行转运。

包括协同转运和交换转运。

膜动转运：胞饮：通过生物膜的内陷形成小胞吞噬而进入细胞内。

胞吐:某些液态大分子通过胞裂外排或出胞，从胞内转运到胞外。

药物转运体摄取性转运体：促进药物向细胞内转运，促进吸收外排性转运体：将药物从细胞内排出，限制药物的吸收。

二，药物的吸收及给药途径药物的吸收是指药物由给药部位进入血液循环的过程。

影响吸收的因素主要有：1、药物性质：（1）脂溶性：脂溶性药物可溶于生物膜的类脂质中而扩散，故较易被吸收；（2）分子量：分子量大（大于100-200Da）的水溶性药物不易被吸收，分子量小的水溶性药物易被吸收。

（3）解离度：非解离型易被吸收，解离型药物不易被吸收。

2、给药途径：吸收速度：气雾吸入>舌下给药>肌内注射>口服>直肠给药>皮肤给药。

1）口服给药：是最安全、最常用的给药途径。

影响因素：A.药物的理化性质（脂溶性、解离度、分子量等）、剂型（药物粒径大小，赋型剂种类等）、等。

B.机体：(1)胃肠内PH,胃内容物的PH值为0.9—1.5，肠内容物的PH值为4.8-8.2，胃肠PH决定胃肠道中非解离型的药量。