第五章药物代谢

1,Chapter 5,Drug metabolism,2,本章要求：,掌握药物代谢的主要途径、部位，酶； 熟悉运用药物代谢酶性质进行制剂设计的方法； 了解药物代谢研究方法。,3,、定义 Drug metabolism/biotransformation:药物被机体吸收后，在体内各种酶以及体液环境作用下，可发生一系列化学反应，导致药物在体内化学结构上的改变,§1 概述,4,、代谢反应 第一相反应：氧化、还原、水解，通常是脂溶性药物通过反应生成极性基团； 氧化：侧链烷基醇或酸 羟化反应 脱氨和脱硫作用 醇和醛酸 还原：羧基、羟基、硝基和偶氮基等 水解：酯、酰胺和酰肼羧酸，或杂环化合物水解开环,§1 概述,5,、代谢反应 第二相反应：即结合反应，通常是药物或第一相反应生成的代谢产物结构中的极性基团与机体内源性物质反应生成络合物 葡萄糖醛酸结合 硫酸结合 甘氨酸结合 乙酰化 甲基结合,§1 概述,6,3、代谢结果 ）活性改变： 失活：多数药物 活性降低：氯丙嗪-去甲氯丙嗪 活性增强：非那西丁-对乙酰氨基酚 活性激活：左旋多巴-多巴胺 毒性增加：异烟肼-乙酰肼 2）极性改变： 增加-易于排泄 减小-排泄时间延长,7,一、药物代谢酶系统 （一）微粒体酶系： 性质：1、酶的活性成分：细胞色素P450（CYP450） 2、重要物质：辅酶，分子氧、 Mg2+ 、黄素蛋白、非血红素铁蛋白等 3、特异性低：可氧化代谢多种类型药物 4、可受多种药物的诱导和抑制。 5、主要存在肝内质网,§2 药物代谢酶和代谢部位,8,人类细胞色素P450家族,目前已证实的人CYP家族: CYP 1-5, 7, 8, 11, 17, 19, 21, 24, 26, 27, 39, 46, 51 功能: CYP 1, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 3 外来物代谢 CYP 2G1, 7, 8B1, 11, 17, 19, 21, 27A1, 46, 51 内源性类固醇 激素的代谢 CYP 2J2, 4, 5, 8A1 脂肪酸代谢 CYP 24 (维生素 D), 26 (类维生素A), 27B1 (维生素 D), .,9,CYPs在人肝中的含量及在药物代谢中的作用,CYP1A2，CYP2A6，CYP2C9，CYP2C19，CYP2D6，CYP2E1，CYP3A4参与了近90%药物的代谢,10,（二）非微粒体酶系,11,二、肝提取率及肝消除率 肝提取率(ER)： 自消化道吸收的药物经肝至体循环后， 药量减少的比例。 ER=（CA-CV）/CA CA、CV分别代表进出肝脏的血中药物浓度 介于0-1之间,12,二、肝提取率及肝消除率 肝清除率(CLh)： 单位时间肝脏清除药物的总量与当时 血浆浓度的比值。 CLh =(dX/dt)/C 单位：ml/min, L/h 影响因素：肝血流量、蛋白结合率等。,13,§4 影响药物代谢的因素 P144,一、给药途径：首过效应 二、剂量与剂型：代谢饱和现象 三、酶的抑制和诱导作用 保泰松对地高辛等的化谢起诱导作用 对苯妥英钠起抑制作用 四、生理因素,14,§5 药物代谢和制剂设计 P151,15,L-dopa,纹状体,多巴脱羧酶,DA -疗效,消化道、肝,多巴脱羧酶,DA （AB30%） - 不良反应,DA,多巴胺 治疗帕金森病的首选药物,1、制成前体药：左旋多巴,16,进一步研究发现：肠壁内脱羧酶的活性在小肠回肠末部最高，而左旋多巴的主要吸收部位十二指肠吸收，此处酶活性较低易饱和 2、制成十二指肠速释制剂：肠溶性泡腾片,17,3、制成复方制剂：左旋多巴+卡比多巴或苄丝肼 原因：多巴脱羧酶代谢药物 效果：疗效增加，不良反应减少,18,一、体外法 （一）肝灌流法 离体肝脏，门静脉插管流入，肝静脉插管流出，一定时间取灌流液，测药物及代谢物浓度； （二）肝切片法,§5 药物代谢研究方法,19,一、体外法 （三）肝微粒体法 肝微粒体的制备（差速离心法） 1、实验用具、溶液、环境控制不超过4 。 2、动物于最后一次给药后禁食24 h； 3、脱臼处死，剖开腹腔，用生理盐水（0-4 ），冲洗肝脏，滤纸吸干，组织剪剪碎，约2 mm3大小，用PBS液反复冲洗，称重，按1: 4比例加入pH 7.4的0.1M Trsi-HCl缓冲液，制成匀浆。,20,4、4 下以9 000 g离心30 min，上清液在4下以l00 000g离心60 min，用Tris-HCl缓冲液洗涤沉淀3次，弃去上清液，粉红色沉淀即为肝微粒体； 5、将沉淀物悬浮于Trsi-HCl缓冲液（20%的甘油PBS）中，置-80 冰箱内保存，根据需要于实验前取出所需的量使用。,§5 药物代谢研究方法,21,例：汉黄芩素对大鼠肝P450酶含量的影响,22,双光束分光光度法测定肝微粒体P450酶含量,取各肝微粒体匀浆样品0.3mg·mL-1的肝微粒体悬液蛋白； 分别置于对照池及样品池，静置2 min，调零； 向样品池缓慢通入CO大约1min (约为2秒一个气泡)； 分别往对照池及样品池加入连二亚硫酸钠数毫克，立即颠倒混匀，稳定2 min； 紫外分光光度计从400 nm向500 nm扫描，读取450nm及490nm的吸光度，计算差值，依下式求算P450酶含量。,23,双光束分光光度法测定肝微粒体P450酶含量,P450含量(nmol·mgPro-1)=OD(吸光度差值)×103/91×蛋白终浓度(mg·mL-1) 含量可依据450490nm间的克分子消光系数91 mmol·ml-1计算。,24,例：汉黄芩素对大鼠肝P450酶含量的影响,25,一、体外法 （四）肝细胞培养法 不足之处：培养过程中，部分CYP450难以表达；其活性可能因此丢失。,26,二、在体法 （一）药物探针法 如某些药物选择性地经某一同工酶代谢，其清除率可作为该同工酶的活性指标。,§5 药物代谢研究方法,27,用于体外实验的首选和可接受的CYP探针底物及其Km值,28,用于体内测定的五药和六药“Cocktail”探针,29,二、在体法 （二）体内指标法 利用内源性物质及其代谢物的水平变化，反映某些药物代谢酶或途径的变化。,§5 药物代谢研究方法,30,复习题,一、名词解释 药物代谢 二、是非题 1、药物发生结合反应的目的主要是增加水溶性，以利从体内排出。 2、肝清除率ER=0.7表示仅有30%的药物经肝脏清除，70%的药物经肝脏进入体循环。,31,三、多项选择题 1、体内常见的结合剂主要包括 A、葡萄糖醛酸； B、乙酰辅酶A； C、S-腺苷甲硫氨酸； D、硫酸。,32,三、多项选择题 2、药物代谢第一相反应包括 A、氧化； B、还原； C、水解； D、结合。,33,三、多项选择题 3、下列关于药物代谢与剂型设计的论述正确的是 A、药酶有一定的数量，因此可利用给予大剂量药物使酶饱和，从而达到提高生物利用度的目的； B、药物代谢的目的是使原型药物灭活，并从体内排出； C、老人药物代谢速度缓慢，因此服用与正常人相同的剂量，易引起不良反应和毒性； D、盐酸羟苄肼为脱羧酶抑制剂，与左旋多巴组成复方，可抑制外周的左旋多巴的代谢，增加入脑量。,34,四、简答题 1、试从干预药物代谢过程的角度出发，举例说明高效药物制剂设计的原理。,35,Chapter 6,Excertion,36,本章要求,掌握药物经肾脏排泄的三种机制与影响肾脏药物排泄的主要因素；肝肠循环概念与对药物作用的影响； 熟悉药物胆汗排泄的过程式用特点； 了解药物排泄的其他途径。,37,定义： Excretion: 体内药物或其代谢产物排出体外的过程。 肾、胆汁排泄是最主要的途径。,38,§1 药物的肾排泄,39,肾排泄三个过程： 1）肾小球的滤过作用 2）肾小管的重吸收 3）肾小管主动分泌,§1 药物的肾排泄,水溶性药物、分子量小的药物（300）及肝生物转化慢的药物均由肾排泄消除,40,一、肾小球的滤过作用 特点： 通透性高（610nm小孔）; 滤过面积大（1.6m2）; 加压过滤（入球口径大）; 速度快，量多（180L / 天）。 血浆蛋白结合的药物不被滤过； 内源性肌酐及外源性物质菊粉的消除率与肾小球滤过率相近。,§1 药物的肾排泄,41,二、肾小管的重吸收 尿量1.5L 重吸收方式： 主动重吸收: 身体必需的维生素、电解质、糖及氨基酸 被动重吸收：主要在远曲肾小管进行，重吸收方式为被动扩散,大多数药物重吸收的方式。 重吸收程度取决于脂溶性、pKa、尿量和尿的pH,§1 药物的肾排泄,42,二、肾小管的重吸收 1、脂溶性药物 亲脂性药物分子易被吸收 P159 2、尿液pH（食、药物等引起的尿液pH，改变） 4.58.0 巴比妥中毒： 服NaHCO3 尿pH 解离度 排泄,§1 药物的肾排泄,43,44,45,二、肾小管的重吸收 3、尿量 重吸收为一级速度， 尿量 药浓 重吸收 药物中毒，用利尿药,§1 药物的肾排泄,46,47,三、肾小管的主动分泌 药物 主动转运 分泌排泄 尿,§1 药物的肾排泄,*血浆蛋白结合率影响肾小球过滤， 不影响分泌 游离型 结合型 *阴、阳离子转运系统,48,三、肾小管的主动分泌 （一）弱酸性药物 阴离子转运系统分泌， （二）弱碱 阳,§1 药物的肾排泄,互不干扰，互不影响 载体，能量， 逆浓度， 竞争性，饱和性,49,四、肾清除率 概念：指肾脏在单位时间内清除含有药 物的血浆容积（ml/min 或L/h）。 计算：Clr = U V/P 菊粉,U-尿药浓度（mg/ml）；V-尿量（ml/min）；P-药物的血浆浓度（mg/ml）,§1 药物的肾排泄,50,§1 药物的肾排泄,四、肾清除率 Clr正常120ml/mim 药物的清除：血药浓度，肾功能， 血药浓度 肾排出的药量 。 肾功能 肾清除率 。,51,五、血液透析 含氮废物及下列条件的药物： 水溶性 ， 血浆蛋白结合 ， 分子量 ， 分布容积 。,§1 药物的肾排泄,52,53,§2 药物的胆汁排泄,药物 血液 肝 胆汁 十二指肠 排泄 主动排泌：有机酸 有机碱 中性化合物 胆酸及胆汁酸盐 重金属,54,肠肝循环 胆汁中排泄的药物在小肠中重新被吸收的现象。 药物在体内停留时间长，,§2 药物的胆汁排泄,55,血药浓度有时出现双峰。,肠肝循环,§2 药物的胆汁排泄,56,一、乳汁排泄 1、药物的浓度梯度 2、药物的脂溶性 3、血浆与乳汁的pH（6.4-7.6）弱碱性药物可等于或高于血浆。 4、 药物的分子量 乳母在哺乳期禁用或慎用一些药物：异烟肼、氯霉素、双克、灭滴灵、四环素、萘啶酸、甲丙氨酯等； 服比较安全的药：婴儿哺乳后或下次哺乳前34小时用药。,§3 药物的其他排泄,57,二、唾液排泄(pH=6.5) 脂溶性药物；以唾液浓度作为血药浓度的指标 三、肺排泄 四、汗腺排泄,§3 药物的其他排泄,58,一、给药途径 、代谢酶在体内分布不同： 口服：首关消除 代谢有饱和现象：酶的活性和量有限 指导意义：）设计前体药物类制剂 ）利用饱和现象制剂设计 ）改变给药途径 、局部器官和组织的血流量,59,60,二、给药剂量和剂型的影响 饱和现象（硫酸、甘氨酸结合的代谢反应常在很小的剂量范围内即达到饱和）,给药量（mg）,61,二、给药剂量和剂型的影响 混悬、溶液剂口服后直接接触胃肠表面，易形成饱和；颗粒剂 需要溶出，吸收逐渐，较少出现饱和.,62,三、酶诱导作用和抑制作用 酶诱导剂与酶抑制剂：,苄丝肼,63,64,65,66,四、生理因素 1、年龄：儿童、老人代谢能力低,内质核网形成不完全，药酶活性低,67,2、性别：雄性大鼠的代谢活性较高 3、种族和个体差异： 琥珀