药物毒物的代谢动力学 .ppt
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1、药物毒理学药物毒理学第二章第二章药物药物/毒物的代谢动力学毒物的代谢动力学第一节第一节 药物药物/毒物的吸收、分布、生物转化与排泄毒物的吸收、分布、生物转化与排泄 药物药物药物药物药物药物接触接触皮肤皮肤皮肤皮肤肺肺肺肺消化道消化道消化道消化道粪粪粪粪接触接触排泄排泄肝肝肝肝吸收吸收再吸收再吸收胆汁胆汁胆汁胆汁代谢代谢血液循环血液循环血液循环血液循环白蛋白结合型白蛋白结合型白蛋白结合型白蛋白结合型游离型游离型游离型游离型吸收吸收靶器官靶器官靶器官靶器官(损害损害损害损害)器官组织器官组织器官组织器官组织(贮存贮存贮存贮存)分布分布肾肾肾肾肺肺肺肺分泌腺分泌腺分泌腺分泌腺尿尿尿尿呼气呼气呼气呼气
2、乳汁、汗乳汁、汗乳汁、汗乳汁、汗排泄排泄药物在体内的动态过程药物在体内的动态过程2生物膜和生物转运生物膜和生物转运生生物物膜膜组成组成脂质脂质糖糖蛋白质:结构蛋白、受体、酶、载体、蛋白质:结构蛋白、受体、酶、载体、离子通道等离子通道等结构结构:液态镶嵌模型:液态镶嵌模型功能功能隔离功能隔离功能生化反应和生命活动的场所生化反应和生命活动的场所内外环境物质交换的屏障内外环境物质交换的屏障3生生物物转转运运主动转运主动转运(active transport)被动转运被动转运膜动转运膜动转运(cytosis)简单扩散简单扩散(simple diffusion)易化扩散易化扩散(facilitated
3、diffusion)/促进促进扩散扩散滤过滤过(filtration)胞吞胞吞(endocytosis)胞饮胞饮(pinocytosis)胞吐胞吐(exocytosis)特殊转运特殊转运4 被动转运被动转运(passive transport)特点:特点:特点:特点:顺膜两侧浓度差转运顺膜两侧浓度差转运顺膜两侧浓度差转运顺膜两侧浓度差转运 高高高高 低低低低 不消耗能量不消耗能量不消耗能量不消耗能量 不需载体,无饱和性不需载体,无饱和性不需载体,无饱和性不需载体,无饱和性 各药间无竞争性抑制现象各药间无竞争性抑制现象各药间无竞争性抑制现象各药间无竞争性抑制现象绝大多数毒物按此方式通过生物膜绝大
4、多数毒物按此方式通过生物膜绝大多数毒物按此方式通过生物膜绝大多数毒物按此方式通过生物膜5主动转运主动转运(active transport)特点:特点:特点:特点:水溶性大分子化合物的主要转运形式。逆浓度差转运逆浓度差转运逆浓度差转运逆浓度差转运 消耗能量消耗能量消耗能量消耗能量 需载体,有饱和性需载体,有饱和性需载体,有饱和性需载体,有饱和性 有竞争性抑制现象(例:丙磺舒与青霉素)有竞争性抑制现象(例:丙磺舒与青霉素)有竞争性抑制现象(例:丙磺舒与青霉素)有竞争性抑制现象(例:丙磺舒与青霉素)易化扩散易化扩散(facilited diffusion)特点:特点:特点:特点:顺浓度差转运顺浓度
5、差转运顺浓度差转运顺浓度差转运 不需要能量不需要能量不需要能量不需要能量 需载体,有饱和性需载体,有饱和性需载体,有饱和性需载体,有饱和性 有竞争性抑制现象有竞争性抑制现象有竞争性抑制现象有竞争性抑制现象6特殊转运特殊转运(specialized transport)内摄作用(内摄作用(endocytosis)液体毒物:吞饮作用(液体毒物:吞饮作用(pinocytosis)颗粒毒物:吞噬作用(颗粒毒物:吞噬作用(phagocytosis)7主要影响毒物通过细胞膜的因素主要影响毒物通过细胞膜的因素药物的脂溶性药物的脂溶性药物的脂溶性药物的脂溶性膜面积与厚度膜面积与厚度膜面积与厚度膜面积与厚度毒物
6、的浓度差毒物的浓度差毒物的浓度差毒物的浓度差局部血流量局部血流量局部血流量局部血流量8药药药药物从接触部位,通常是机体的外表面或内表面的生物膜转运物从接触部位,通常是机体的外表面或内表面的生物膜转运至血循环的过程。至血循环的过程。(一)经胃肠道吸收(一)经胃肠道吸收是药物和毒物吸收最重要的部位之一,治疗服用、误用或者自是药物和毒物吸收最重要的部位之一,治疗服用、误用或者自杀。杀。如安眠药、有机磷农药等。如安眠药、有机磷农药等。药物在胃肠道的任何部位均可被吸收,但药物在胃肠道的任何部位均可被吸收,但主要是小肠,其次是主要是小肠,其次是胃。胃。一、吸收一、吸收(absorption)9药物在药物在
7、胃肠道胃肠道的吸收主要通过的吸收主要通过简单扩散简单扩散。最大脂溶状。最大脂溶状态和最小电离状态下才能被充分吸收。态和最小电离状态下才能被充分吸收。解毒:解毒:降低毒物脂溶性,增加解离度。降低毒物脂溶性,增加解离度。例外:例外:治疗帕金森氏症的药物左旋多巴、人工甜味剂治疗帕金森氏症的药物左旋多巴、人工甜味剂天冬酰苯丙氨酸甲酯可分别经苯丙氨酸和天冬氨酸的天冬酰苯丙氨酸甲酯可分别经苯丙氨酸和天冬氨酸的转运载体被吸收。转运载体被吸收。10胃肠道血液(二)(二)经肺吸收经肺吸收 气气体体、挥挥发发性性溶溶剂剂或或颗颗粒粒可可经经由由肺肺部部吸吸收收,如如吸吸入入给给药药(吸吸入入麻麻醉醉)、喷喷雾雾给
8、给药药(喷雾剂喷雾剂),因此药物可通过肺泡壁吸收产生毒性作用。,因此药物可通过肺泡壁吸收产生毒性作用。鼻鼻咽咽支支气气管管肺泡肺泡毒毒物物11(三)(三)经皮肤吸收经皮肤吸收成人的体表面积约成人的体表面积约1.81.8平方米平方米毒物通过皮肤吸收的途径毒物通过皮肤吸收的途径1.1.单纯扩散单纯扩散 (大部分亲脂性毒物)(大部分亲脂性毒物)2.2.毛发区的毛囊吸收毛发区的毛囊吸收3.3.汗腺管吸收汗腺管吸收4.4.经破损皮肤部位吸收经破损皮肤部位吸收不同部位皮肤对毒物的通透性不同:不同部位皮肤对毒物的通透性不同:阴囊阴囊腹部腹部额部额部手掌手掌足底足底12药物从被吸收后,药物从被吸收后,随血液或
9、淋巴液分散到全身各组织器官的过程称为分布。随血液或淋巴液分散到全身各组织器官的过程称为分布。药物在机体内各部位的分布并不均匀,其分布程度取决于器官组织中药物在机体内各部位的分布并不均匀,其分布程度取决于器官组织中血流大血流大小、从毛细血管扩散进入特定组织细胞的速率小、从毛细血管扩散进入特定组织细胞的速率,但起决定作用的是,但起决定作用的是药物对组药物对组织的亲和力织的亲和力。二、分布二、分布 distribution(一)分布容积(一)分布容积 distribution volume体体内内毒毒物物总总量量和和血血浆浆药药物物浓浓度度之之比比。Vd非非体体内内生生理理空空间间,因因此此也也叫叫
10、表表观观分分布布 容容 积积 (Apparent volume of distribution)。A:体内药物总量:体内药物总量 C:平衡时血药浓度:平衡时血药浓度131.药物与血浆蛋白结合(药物与血浆蛋白结合(Protein binding)可逆可逆影响转运、无药理活性影响转运、无药理活性 不同药物与血浆蛋白结合率不同不同药物与血浆蛋白结合率不同药物之间有竞争性药物之间有竞争性(二)药物(毒物)在组织中的储存(二)药物(毒物)在组织中的储存14与血浆蛋白结合率比较高的药物与血浆蛋白结合率比较高的药物 95%boundThyroxine 甲状腺素甲状腺素Warfarin 华法林华法林Diaze
11、pam 地西泮地西泮Frusemide 呋塞米呋塞米Heparin 肝素肝素Imipramine 丙咪嗪丙咪嗪 90%but 95%boundGlibenclamide 格列本脲格列本脲Phenytoin 苯妥英苯妥英Propranolol 普萘洛尔普萘洛尔Sodium Valproate 丙戊酸钠丙戊酸钠152.药物在肝脏和肾脏的储存药物在肝脏和肾脏的储存肝脏细胞内的肝脏细胞内的谷胱甘肽谷胱甘肽S-S-转移酶转移酶药物、毒物、药物、毒物、有机酸有机酸肝脏、肾脏中的肝脏、肾脏中的金属硫蛋白金属硫蛋白金属金属离子离子163.药物在脂肪组织中的储存药物在脂肪组织中的储存高脂溶性的有机化合物,如硫喷
12、妥、地西泮。高脂溶性的有机化合物,如硫喷妥、地西泮。4.药物在骨骼组织的储存药物在骨骼组织的储存四环素、氟喹诺酮类四环素、氟喹诺酮类17(三)体内生物膜屏障(membrane barriers)血脑屏障血脑屏障 Blood Brain Barrier胎盘屏障胎盘屏障 Placental barriers药物渗入脑部的程度取决于其脂药物渗入脑部的程度取决于其脂溶性,溶性,一般外来化合物只有分子一般外来化合物只有分子量小、脂溶性高的才能穿透。量小、脂溶性高的才能穿透。大部分外来化合物透过胎大部分外来化合物透过胎盘的机理是简单扩散,而盘的机理是简单扩散,而胚胎发育所必需的营养物胚胎发育所必需的营养物
13、质,则通过主动转运而进质,则通过主动转运而进入胚胎。入胚胎。几乎所有的药物几乎所有的药物都能穿透胎盘屏障。都能穿透胎盘屏障。18 药物在机体内经多种酶催化发生的化学变化并形成分解产药物在机体内经多种酶催化发生的化学变化并形成分解产物的过程。物的过程。多数情况其药理或毒理活性减弱,水溶性增加,排多数情况其药理或毒理活性减弱,水溶性增加,排泄加速。泄加速。有的可使其毒性增强,甚至可产生致畸、致癌效应。有的可使其毒性增强,甚至可产生致畸、致癌效应。三、生物转化三、生物转化 Biotransformation 1.药物代谢的部位药物代谢的部位 肝脏:肝脏:富含生物转化酶系,主要器官富含生物转化酶系,主
14、要器官 肝外部位肝外部位:肺、肠、肾、脑:肺、肠、肾、脑、肠道等、肠道等2.2.药物在体内转化的两个步骤药物在体内转化的两个步骤:I I相反应相反应 IIII相反应相反应 药物药物 代谢物代谢物 结合物结合物 (氧化、水解、还原等)(氧化、水解、还原等)(结合)(结合)药物经生物转化后,其结局如下:药物经生物转化后,其结局如下:灭活、毒性降低灭活、毒性降低 极性增加极性增加 产生毒性代谢物产生毒性代谢物20相反应相反应相反应相反应(phase(phase biotransformation)biotransformation)指经过氧化、还原和水解等反应使外源化学物暴露指经过氧化、还原和水解等
15、反应使外源化学物暴露指经过氧化、还原和水解等反应使外源化学物暴露指经过氧化、还原和水解等反应使外源化学物暴露或产生极性基团,如或产生极性基团,如或产生极性基团,如或产生极性基团,如-OH-OH、-NH-NH2 2、-SH-SH、-COOH-COOH等,等,等,等,水溶性增高并成为适合于水溶性增高并成为适合于水溶性增高并成为适合于水溶性增高并成为适合于相反应的底物。相反应的底物。相反应的底物。相反应的底物。相反应相反应相反应相反应(phase(phase biotransformation)biotransformation)指具有一定极性的外源化学物与内源性辅因子指具有一定极性的外源化学物与内
16、源性辅因子指具有一定极性的外源化学物与内源性辅因子指具有一定极性的外源化学物与内源性辅因子(结合结合结合结合基团基团基团基团)进行化学结合的反应进行化学结合的反应进行化学结合的反应进行化学结合的反应 (conjugation)(conjugation)。极性增加,。极性增加,。极性增加,。极性增加,有利于从体内排出。有利于从体内排出。有利于从体内排出。有利于从体内排出。21CYP2D6家族家族亚家族亚家族酶酶1 1)细胞色素)细胞色素)细胞色素)细胞色素 P450 P450药物代谢酶系,药物代谢酶系,药物代谢酶系,药物代谢酶系,cytochromecytochrome P450,CYP450P
17、450,CYP450是是相反应中促进药物生物转化的主要酶系统(故又简相反应中促进药物生物转化的主要酶系统(故又简称称肝药酶肝药酶),有许多种同工酶。),有许多种同工酶。2223底物底物RH在在细胞色素细胞色素细胞色素细胞色素 P450 P450药物代谢酶系的作用下,药物代谢酶系的作用下,药物代谢酶系的作用下,药物代谢酶系的作用下,进行如下氧化反应:进行如下氧化反应:进行如下氧化反应:进行如下氧化反应:RH+O2 ROH+H2ONADPH+H+NADP+24许多药物或其他化合物可以改变肝药酶的活性,能提高活性的药物称为“药酶诱导剂”,反之称为“药酶抑制剂”。酶诱导的结果是促进代谢,通常可降低大多
18、数药物的药理作用,包括诱导剂本身和一些同时应用的药物。许多药物能对肝微粒体中酶产生抑制作用,从而使其他药物代谢减慢,导致药理活性及毒副作用增加。25常见的肝药酶诱导剂Phenytoin 苯妥英苯妥英Phenobarbitone 苯巴比妥苯巴比妥Carbamazepine 卡马西平卡马西平Rifampicin 利福平利福平Griseofulvin 灰黄霉素灰黄霉素Chronic alcohol intake 长期饮酒长期饮酒Smoking 吸烟吸烟26Chloramphenicol 氯霉素氯霉素Sodium valproate 丙戊酸盐丙戊酸盐Sulphonamides 磺胺类药磺胺类药Phen
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