- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第二章 药物的转运及转运体
主要研究内容为两部分:
药物的体内过程(吸收、分布、代谢和排泄) 药物转运体及其功能
药物的跨膜转运
消化道 皮肤 肺
间 隙
血 液
细 胞 膜
皮下 肌肉
药物通过细胞膜的方式:
(一)被动转运(passive transport)
(二)主动转运(active transport) (三)膜动转运 (cytosis)
简单扩散的规律:
3.细胞外液(pH=7.4)较细胞内液(pH=7.0)为碱,所以弱酸药在 细胞外液中浓度高。 碱化体液后,可加速弱酸药由细胞内液向细胞外液扩散,有利 于解除弱酸药中毒(巴比妥类)。 4.碱化尿液可使弱酸药在肾小管的被动重吸收减少,有利于弱酸药 经肾排泄。
(二)主动转运(active transport)
运多肽家族(OATP)、有机阴离子转运体家族(OAT)、有机
阳离子转运体家族(OCT)。 外排型转运体主要是P-gp蛋白,多药耐药蛋白(MDR)、多 药耐药相关蛋白(MRP)、乳腺癌耐药相关蛋白(BCRP)以及 胆盐分泌蛋白(BSEP)等。
Class
ABC transporters
Name (gene nomenclature)
(一)被动转运(passive transport)
指药物由浓度高的一侧向浓度低的一侧进行跨膜转运
特点:①不需要载体
②不消耗能量 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保持在动态稳定水平
被动转运的方式:
(一)简单扩散(simple diffusion)
10pH-pKa= 101.4-3.4= 1 100 =
10pH-pKa= 107.4-3.4= 10000 1
=
[离子型]
[非离子型]
苯巴比妥(弱酸性药物)误服中毒, 碱化尿液? 酸化尿液?
苯巴比妥(弱酸性)pKa=7.4 根据10pH–pKa=[A–]/[HA],当尿液为碱性时, pH值大于pKa,[A-]增多,即[解离型]多, 重吸收减少,药物排泄加快,中毒时碱化尿液。
是药物以载体及需要能量的跨膜运动,不依赖于膜两侧药物的浓 度差,药物可以从低浓度的一侧向高浓度的一侧跨膜转运。 载体对药物有特异的选择性,且转运能力有饱和性。
1)原发性主动转运(primary active transport) 2)继发性主动转运(secondary active transport)
Organic anion-transporting polypeptide family
OATP1A2 [OATP-A]/SLCO1A2 OATP1B1 [OATP-C]/SLCO1B1 OATP1B3 [OATP8]/SLCO1B3 OATP2B1 [OATP-B]/SLCO2B1
Organic anion transporter family Organic cation transporter family
OAT1/SLC22A6 OAT2/SLC22A7 OAT3/SLC22A8 OCT1/SLC22A1 OCT2/SLC22A2
ABC转运体
ABC是ATP一Binding一Cassettee3个字字首的缩写,中文可译 为:与腺三磷结合的盒型转运体,迄今已发现有50余种,其中4/5分布 于原核细胞,但在真核细胞中这类转运体系不断有所发现。典型的 ABC转运体在结构上可分为4个微区,其中两个为高度疏水的跨膜 微区,每个跨膜微区由6个跨膜片段组成,但两者又不完全等同。高 疏水跨膜微区构成跨膜运送的通道,也是决定运送物质专一性的部 分,另外两个徽区位于膜的细胞质一侧,能分别与腺三碑(ATP)结合 ,通过水解ATP为主动转运提供能t.在进行物质运送时,每一徽区必 须同时有一个分子ATP与之结合.
OCT2
OAT1
OAT2
OAT3
肾小管细胞
OATP -2B1 OATP OCT4 -1A2
BCRP CYPs
MDR1
MRP2
MRP4
MRP1
MRP3
MRP2
肝脏摄入
小肠吸收
胆汁分泌
肾脏排泌
药物转运体在体内的分布
(一)转运体分类
根据对底物的转运方向,主要可以将转运体分为摄入转运体和外 排转运体: 摄入转运体负责将外源性物质摄入细胞内,包括有机阴离子转
ABCC2与多药耐药
1. ABCC2能将多种化疗药物从细胞内泵出细胞以降低细胞内药物浓度和减轻细胞毒 作用,进而可使机体对肿瘤药物产生耐药。
2. ABCC2表达特征与恶性肿瘤化疗效果有密切关系,高表达者化疗效果不佳,甚至
无效,而低表达则疗效较好。 3. ABCC2在肝癌细胞、卵巢癌细胞、膀胱癌细胞等癌细胞上过表达,是造成肿瘤细 胞多药耐药的主要原因之一。 4. 肿瘤细胞过表达ABCC2,促进化疗药物的排出可能是自我保护的一种方式 。
简单扩散的条件:脂溶性、解离度、浓度差。 绝大多数药物为弱酸性或弱碱性,均有解离型与非解离型 ,后者脂溶性高。
弱酸或弱碱药物的解离
Handerson-Hasselbalch公式
以弱酸药物为例 Ka HA H+ + AKa = [A-] [HA] [HA] = [A-]
[H+]
[A-]
[HA]
pKa
ABC转运体
MRD1/P-gp BSEP 多药耐药基因/P-糖蛋白 胆盐分泌蛋白 A A U H
MDR3
ABCA1 MRP1 MRP2 MRP3 MRP4 MRP5 MRP6
多药耐药基因/P-糖蛋白
多药耐药相关蛋白1 多药耐药相关蛋白2 多药耐药相关蛋白3 多药耐药相关蛋白4 多药耐药相关蛋白5 多药耐药相关蛋白6
药物转运体
药物靶点
药物代谢动力学
药物效应动力学
药物效应和毒性个体差异
循环系统 药物 组织分布
MRP3 OATP1B1 OATP1B3 OATP2B1 OCT1 CYPs
MDR3
MRP -4/5
MDR1
BCRP BSEP
OAT2
MRP1
细胞内浓度
MDR3
肝脏细胞 小肠细胞
MDR1
OATP2B1
MRP3
离子障(ion trapping):非离子型(分子型)药物极性低, 亲脂,可以自由透过生物膜,而离子型药物则被限制在膜的 一侧的现象。
H+ HA AB H+ BH+
HA H+
A-
Leabharlann BaiduB H+
BH+
例:水杨酸(弱酸)pKa=3.4,在pH=1.4的胃液中及pH=7.4 的血
浆中,解离型与非解离型的比例分别是多少? 胃液中:10 1.4-3.4 = = 10 -2 =1/100 [A ]
[HA]
4 = [10 = 10000/1 A- ]
血浆中:10 7.4-3.4 =
[HA]
胃中: 酸性药物,[A–]少,[HA]多,药物易于从胃向血液转运。 血中:酸性药物,[A–]多,[HA]少,药物不易于从血液向胃中转运 ,所以吸收多。
简单扩散的规律:
1.弱酸药在酸性体液中,或弱碱药在碱性体液中的解离度小,药物 易通过生物膜扩散转运; 2.当生物膜两侧pH值不等时,弱酸药易由较酸侧进入较碱侧,弱碱 性药则易由较碱侧进入较酸侧。 弱酸药(巴比妥类、阿司匹林)可由胃中转运到较碱的血浆中去 ,而弱碱药(吗啡、利血平)则很少自胃中吸收。
毛细血管内皮孔道约 40Å , 除 蛋 白质 外 , 血浆中的溶质均能通 过
简单扩散的特点:
转运速度与脂溶度(lipid solubility )成正比; 顺差转运,不耗能;
转运速度与浓度差成正比 ;
无需载体 无饱和性 无竞争性
转运速度与药物解离度 (pKa) 有关。
药物有解离型(离子型)和非解离型(分子型)两种互变形式: 解离型药物,极性高,脂溶性小,较难扩散; 非解离型药物,极性低,脂溶性大,易扩散。
2、 ABCC2
ABCC2又名多药耐药相关蛋白2(multidrug resistance-associated protein 2,
MRP2;
ABCC2的主要功能:1、限制肠腔内药物摄入肠细胞;2、限制药物从血液 循环摄入脑、胎盘细胞内;3、将肝细胞、肾小管细胞及肠上皮细胞中药物 排至邻近腔隙,加快药物从这些组织部位的消除。 因此,ABCC2在药物的吸收、分布和排泄过程中起着非常重要的作用。
P-glycoprotein [P-gp]/multi-drug resistance 1
[MDR1/ABCB1], Multi-drug resistance-associated protein 2 [MRP2/ABCC2] Breast cancer-resistance protein [BCRP/ ABCG2]
= [A-]
pH
log
10pH-pKa
=
[HA]
当pH = pKa时,
pKa 即弱酸性或弱碱性药物在50% 解离时的溶液pH值。
例:丙磺舒的pKa=3.4
胃液pH=1.4 血液pH=7.4
[离子型] [非离子型] [离子型] [非离子型] [离子型] [非离子型] [离子型] [非离子型] [离子型] [非离子型]
(二)滤过 (三)易化扩散(passive diffusion)
简单扩 散
膜孔滤过
载体转运
外
内
影响跨膜转运的药物理化性质:
(1)分子量
(2)溶解性 指药物具有的脂溶性和水溶性。 (3)解离性 离子障(ion trapping) 是指非离子型药物可以自由穿透,离子型药物被限制在膜的一侧 的现象。
1.滤过(filtration, 水性扩散): 小分子药物可直接通过生物膜 的膜孔(水性信道)而扩散。
MRP2与Dubin-Johnson综合征
1.
Dubin-Johnson综合征又称为慢性特发性黄疸,为遗传性结合胆红 素增高Ⅰ型
Dubin-Johnson综合征,由于MRP2基因突变致使结合胆红素从肝 细胞向毛细胆管的运转发生障碍,结果使结合胆红素反流入血,血 结合胆红素水平增高,病人出现黄疸。
2.
具有代表性的p-糖蛋白底物
底物种类 抗肿瘤药物 免疫抑制药物 底物举例 阿霉素、柔红霉素、长春新碱 环孢素A、FK506
降脂药物
中枢神经镇痛药 抗抑郁药
洛伐他汀
吗啡、哌替啶 西酞普兰、曲米帕明
类固醇
HIV蛋白酶抑制剂 心血管药物 止泻药 抗痛风药 抗生素
醛固酮、地塞米松、氢化可的松
印地那韦、那非那韦、利托那韦 地高辛、奎尼丁 洛哌丁胺 秋水仙碱 红霉素
A
A BL A BL A BL, A
H
H, Si, Mo U H, Si, K H, CH K U U
BL: 细胞基底膜; A: 细胞顶侧; H:肝细胞;B:脑;;K:肾;U:广泛分布(肝 、胎盘、心肺、肾、脾、小肠);He:心;M:肌肉;CH:胆管上皮细胞;Mo: 单核细胞
1、 ABCB1
ABCB1又名P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)、多药耐药蛋白1(Multidrug
(三)膜动转运
1.胞饮(pinocytosis) 2.胞吐(exocytosis)
二、药物转运体
转运(Transport):包括药物吸收、分布与排泄等过程。
当药物代谢对药物体内过程影响较小 时,转运成为药动学特征的重要原因。 药物转运多是药物的透膜位移过程。
药物反应的个体差异
基因多态性
药物代谢酶
MRP2
三、ABCG2
ABCG2,即乳腺癌耐药蛋白(breast cancer resistance protein,BCRP),属于半转运 流出泵,主要在乳腺、胎盘和肝细胞胆管 侧表达。
ABCG2 C421A基因型对diflomotecan的AUC的影响
ABCB1的两种功能:
一是限制肠腔内药物摄入肠细胞,也限制药物从血液循环摄入脑、胎盘 细胞内; 二是将肝细胞、肾小管细胞及肠上皮细胞中药物排至邻近腔隙,从而加 快药物从这些组织的消除。 • P-gp分子上有多个药物结合位点,故其底物范围非常广泛。 • 由于P-gp底物和分布的广泛性,在合用药物时,可能发生竞争性或非 竞争性的药物相互作用,影响药动学过程,引起临床疗效的改变或产 生毒性。
resistance 1,MDR1),最早在肿瘤细胞中发现,它可以导致肿瘤细胞对抗
癌药物出现多药耐药现象。 ABCB1是能量(ATP)依赖性膜蛋白,可发挥外排泵作用,将细胞内外源 性的化合物包括药物逆浓度梯度转运至胞外。 ABCB1在正常人体肝、肾、肠道、胎盘、血脑屏障、血睾屏障及淋巴细胞 系和心脏内小动脉、毛细血管等部位均有表达。