第二章 药物转运及转运体.ppt
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1、第二章第二章药物的转运及转运体药物的转运及转运体v药物的体内过程(吸收、分布、代谢和排泄)药物的体内过程(吸收、分布、代谢和排泄)v药物转运体及其功能药物转运体及其功能 第二章第二章 药物转运及转运体药物转运及转运体血血液液第二章第二章 药物转运及转运药物转运及转运体体消化道消化道皮肤皮肤肺肺皮下皮下肌肉肌肉细细胞胞膜膜间间隙隙第二章第二章 药物转运及转运体药物转运及转运体(一)被动转运(一)被动转运(passive transport)(二)主动转运(二)主动转运(active transport)(三)膜动转运(三)膜动转运 (cytosis)第二章第二章 药物转运及转运体药物转运及转运体
2、 指药物由浓度高的一侧向浓度低的一侧进行跨膜转运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:特点:不需要载体不需要载体 不消耗能量不消耗能量 转运时无饱和现象转运时无饱和现象 不同药物同时转运时无竞争性抑制现象不同药物同时转运时无竞争性抑制现象当膜两侧浓度达到平衡时转运即保持在动态稳定水平当膜两侧浓度达到平衡时转运即保持在动态稳定水平第二章第二章 药物转运及转运体药物转运及转运体(一)(一)简单扩散(简单扩散(simple diffusion)(二)滤过(二)滤过(三)易化扩散(三)易化扩散(passive diffusion)外外内内简单扩简单扩 散散载体转运载体转运膜孔滤过膜孔滤
3、过 影响跨膜转运的药物理化性质:影响跨膜转运的药物理化性质:(1)分子量)分子量 (2)溶解性指药物具有的脂溶性和水溶性。)溶解性指药物具有的脂溶性和水溶性。(3)解离性)解离性 离子障(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。的现象。1.滤滤过过(filtration,水水性性扩扩散散):小小分分子子药药物物可可直直接接通通过过生生物物膜膜的膜孔(水性信道)而扩散。的膜孔(水性信道)而扩散。毛毛细细血血管管内内皮皮孔孔道道约约40,除除蛋蛋白白质质外外,血血浆浆中中的的溶溶质质均
4、均能能通通过过 简单扩散的特点:简单扩散的特点:转运速度与脂溶度转运速度与脂溶度(lipid lipid solubilitysolubility)成正比;成正比;顺差转运,不耗能;顺差转运,不耗能;转运速度与浓度差成正比转运速度与浓度差成正比 ;转运速度与药物解离度转运速度与药物解离度(pKa)有关。有关。无需载体无需载体无饱和性无饱和性无竞争性无竞争性药物有药物有解离型解离型(离子型离子型)和和非解离型非解离型(分子型分子型)两种互变形式:两种互变形式:解离型解离型药物,极性高,脂溶性小,较难扩散;药物,极性高,脂溶性小,较难扩散;非解离型非解离型药物,极性低,脂溶性大,易扩散。药物,极性
5、低,脂溶性大,易扩散。简单扩散简单扩散的条件:脂溶性、解离度、浓度差。的条件:脂溶性、解离度、浓度差。绝绝大大多多数数药药物物为为弱弱酸酸性性或或弱弱碱碱性性,均均有有解解离离型型与与非非解解离离型型,后者脂溶性高。后者脂溶性高。第二章第二章 药物转运及转运体药物转运及转运体nHanderson-Hasselbalch公式公式以弱酸药物为例以弱酸药物为例HAH+Ka+A-HAKa=A-H+当当pH=pKa时,时,HA=A-10pH-pKa=HAA-logHAA-pKa=pHpKa 即弱酸性或弱碱性药物在即弱酸性或弱碱性药物在50%解离时的溶液解离时的溶液pH值。值。n例:丙磺舒的例:丙磺舒的p
6、Ka=3.4 胃液胃液pH=1.4 血液血液pH=7.4 =101.4-3.4=离子型离子型非离子型非离子型1001离子型离子型非离子型非离子型 =10000110pH-pKa=离子型离子型非离子型非离子型离子型离子型非离子型非离子型107.4-3.4=离子型离子型非离子型非离子型10pH-pKa=离子型离子型非离子型非离子型苯巴比妥(弱酸性药物)误服中毒,苯巴比妥(弱酸性药物)误服中毒,碱化尿液?碱化尿液?酸化尿液?酸化尿液?苯巴比妥苯巴比妥(弱酸性弱酸性)pKa=7.4 根据根据10pHpKa=A/HA,当尿液为碱性时,当尿液为碱性时,pH值大于值大于pKa,A-增多,即增多,即解离型解离
7、型多,多,重吸收减少,药物排泄加快重吸收减少,药物排泄加快,中毒时碱化尿液。中毒时碱化尿液。离离子子障障(ion trapping):非非离离子子型型(分分子子型型)药药物物极极性性低低,亲亲脂脂,可可以以自自由由透透过过生生物物膜膜,而而离离子子型型药药物物则则被被限限制制在在膜膜的的一侧的现象。一侧的现象。H+HAA-HAH+A-BBH+H+H+BBH+例:例:水杨酸(弱酸)水杨酸(弱酸)pKa=3.4,在,在pH=1.4的胃液中及的胃液中及pH=7.4 的血的血浆中,解离型与非解离型的比例分别是多少?浆中,解离型与非解离型的比例分别是多少?胃液中:胃液中:10 1.43.4 =10-2
8、=1/100 血浆中:血浆中:10 7.43.4=10 4 =10000/1HA A-HA A-胃中胃中:酸性药物,酸性药物,A少,少,HA多多,药物易于从胃向血液转运。药物易于从胃向血液转运。血中:酸性药物,血中:酸性药物,A多,多,HA少少,药物不易于从血液向胃中转运,药物不易于从血液向胃中转运,所以吸收多。所以吸收多。简单扩散的规律简单扩散的规律:1.1.弱弱酸酸药药在在酸酸性性体体液液中中,或或弱弱碱碱药药在在碱碱性性体体液液中中的的解解离离度度小小,药药物物易通过生物膜扩散转运;易通过生物膜扩散转运;2.2.当生物膜两侧当生物膜两侧pHpH值不等时,弱酸药易由较酸侧进入较碱侧,弱碱值
9、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。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,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。而弱碱药(吗啡、利血平)则很少自胃中吸收。简单扩散的规律简单扩散的规律:3.细细胞胞外外液液(pH=7.4)较较细细胞胞内内液液(pH=7.0)为为碱碱,所所以以弱弱酸酸药药在在细胞外液中浓度高。细胞外液中浓度高。碱碱化化体体液液后后,可可加加速速弱弱酸酸药药由由细细胞胞内内液液向向细细胞胞外外液液扩扩散散,有有利利于解除弱酸药中毒(巴比妥类)
10、。于解除弱酸药中毒(巴比妥类)。4.碱碱化化尿尿液液可可使使弱弱酸酸药药在在肾肾小小管管的的被被动动重重吸吸收收减减少少,有有利利于于弱弱酸酸药药经肾排泄。经肾排泄。第二章第二章 药物转运及转运体药物转运及转运体 是是药药物物以以载载体体及及需需要要能能量量的的跨跨膜膜运运动动,不不依依赖赖于于膜膜两两侧侧药药物物的的浓浓度差,药物可以从低浓度的一侧向高浓度的一侧跨膜转运。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。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(原发性主动转运(primary active transpo
11、rt)2)继发性主动转运(继发性主动转运(secondary active transport)第二章第二章 药物转运及转运体药物转运及转运体n1.胞饮(胞饮(pinocytosis)n2.胞吐(胞吐(exocytosis)转运转运(Transport):包括药物吸收、分布与排泄等过程。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。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。药物转运多是药物的透膜位移过程。二、药物转运体二、药物转运体第二章第二章 药物转运及转运体药物转运及转运体药药物代谢
12、动力学物代谢动力学药药物效应动力学物效应动力学药药物效应和毒性个体差异物效应和毒性个体差异基因多态性基因多态性药药物靶点物靶点药药物转运体物转运体药药物代谢酶物代谢酶OATP-2B1MDR1OAT3OAT2OAT1OCT2MRP3OATP-1A2OCT4MRP2MRP4MDR1BCRPMRP2CYPsMRP1MRP3OATP2B1OATP1B1OATP1B3OATP2B1OCT1OAT2MRP1CYPsMDR1MRP3MRP-4/5MDR3BCRPBSEPMDR3组织分布细胞内浓度肝脏摄入小肠吸收胆汁分泌肾脏排泌循环系统药物肝脏细胞小肠细胞肾小管细胞药物转运体在体内的分布药物转运体在体内的分布
13、根据对底物的转运方向,主要可以将转运体分为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摄入转运体和和外外排转运体排转运体:l 摄入转运体摄入转运体负责将外源性物质摄入细胞内,包括有机阴离子转负责将外源性物质摄入细胞内,包括有机阴离子转运多肽家族(运多肽家族(OATP)、有机阴离子转运体家族()、有机阴离子转运体家族(OAT)、有机)、有机阳离子转运体家族(阳离子转运体家族(OCT)。)。l 外排型转运体外排型转运体主要是主要是P-gp蛋白,多药耐药蛋白(蛋白,多药耐药蛋白(MDR)、多药)、多药耐药相关蛋白(耐药相关蛋白(MRP)、乳腺癌耐药相关蛋白()、乳腺癌耐药相关蛋白(BCRP)
14、以及胆)以及胆盐分泌蛋白(盐分泌蛋白(BSEP)等。)等。(一)转运体分类(一)转运体分类ClassName(gene nomenclature)ABC transporters P-glycoprotein P-gp/multi-drug resistance 1 MDR1/ABCB1,Multi-drug resistance-associated protein 2 MRP2/ABCC2 Breast cancer-resistance protein BCRP/ABCG2Organic anion-transporting polypeptide familyv OATP1A2 OAT
15、P-A/SLCO1A2v OATP1B1 OATP-C/SLCO1B1v OATP1B3 OATP8/SLCO1B3 v OATP2B1 OATP-B/SLCO2B1Organic anion transporter family OAT1/SLC22A6 OAT2/SLC22A7 OAT3/SLC22A8Organic cation transporter family OCT1/SLC22A1 OCT2/SLC22A2第二章 药物转运及转运体nABC是是ATP一一Binding一一Cassettee3个字字首的缩写个字字首的缩写,中文可译为中文可译为:与腺三磷结合的盒型转运体与腺三磷结合的
16、盒型转运体,迄今已发现有迄今已发现有50余种余种,其中其中4/5分布于分布于原核细胞原核细胞,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转运体在结构上可分为4个微区个微区,其中两个为高度疏水的跨膜其中两个为高度疏水的跨膜微区微区,每个跨膜微区由每个跨膜微区由6个跨膜片段组成个跨膜片段组成,但两者又不完全等同。高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也是决定运送物质专一性的部分分,另外两个徽区位于膜的细胞质一侧另外两个徽区位于膜的细胞质一侧,能分别与
17、腺三碑能分别与腺三碑(ATP)结合结合,通过水解通过水解ATP为主动转运提供能为主动转运提供能t.在进行物质运送时在进行物质运送时,每一徽区必每一徽区必须同时有一个分子须同时有一个分子ATP与之结合与之结合.第二章第二章 药物转运及转运体药物转运及转运体ABC转运体转运体MRD1/P-gp 多药耐药基因多药耐药基因/P-糖蛋白糖蛋白 AUBSEP胆盐分泌蛋白胆盐分泌蛋白AHMDR3多药耐药基因多药耐药基因/P-糖蛋白糖蛋白AHABCA1AH,Si,MoMRP1多药耐药相关蛋白多药耐药相关蛋白1 BLUMRP2多药耐药相关蛋白多药耐药相关蛋白2AH,Si,KMRP3多药耐药相关蛋白多药耐药相关蛋
18、白3BLH,CHMRP4多药耐药相关蛋白多药耐药相关蛋白4AKMRP5多药耐药相关蛋白多药耐药相关蛋白5UMRP6多药耐药相关蛋白多药耐药相关蛋白6BL,AU1、ABCB1ABCB1又名P-糖蛋白(P-glycoprotein,P-gp)、多药耐药蛋白1(Multidrug 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
19、。ABCB1ABCB1的两种功能: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。底物种类底物举例抗肿瘤药物阿霉素、柔红霉素、长春新碱免疫抑制药物环孢素A、FK506降脂药物洛伐他汀中枢神经镇痛药吗啡、哌替啶抗抑郁药西酞普兰、曲米帕明类固醇醛固酮、地塞米松、氢化可的松HIV蛋白酶抑制剂印地那
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