药物代谢与排泄PPT课件.ppt

四、药物代谢1.药物代谢n药物物在在体体内内被被吸吸收收，分分布布的的同同时，伴伴随着随着药物在化学上的物在化学上的转化，称化，称为代代谢。n机机体体摄取取的的药物物或或因因某某种种原原因因在在机机体体内内生生成成异异常常成成分分时，必必须转变成成容容易易排排泄泄的的形形式式，亦亦即即降降低低脂脂溶溶性性，变成成极极性性大大的的物物质便便于于排排泄泄，这就就是是代代谢的的过程。程。n药物物代代谢通通常常使使药物物失失去去活活性性，也也可可以以产生生有有活活性性的的代代谢物物或或使使无无活活性性药物活化。物活化。2.代谢部位1.肝肝体体内内最最重重要要的的代代谢部部位位，肝肝细胞胞微微粒粒体体中中有有一一些些代代谢酶，对药物物体体内内代代谢起催化作用。起催化作用。2.消消化化道道胃胃肠中中有有酶，微微生生物物，胃胃肠pH.有有些些药物物的的代代谢物物经胆胆汁汁排排入入肠中中，经肠道道菌菌丛转变为原原形形后后又又被被吸吸收收进入入肠肝肝循循环，使使作作用用时间延延长，同同时也也增增加加了了肝内肝内药酶负担。担。3.药物代谢酶v肝微粒体肝微粒体药物代物代谢酶肝微粒体是由内肝微粒体是由内质网形成的网形成的细胞状胞状结构。构。内内质网网结构有两种，一种构有两种，一种为粗面内粗面内质网状网状结构，构，对蛋白蛋白质合成起重要作用；另一种合成起重要作用；另一种为滑面内滑面内质网状网状结果，其代果，其代谢活性高。活性高。v非微粒体非微粒体酶4.肝微粒体药物代谢酶哺乳哺乳动物肝微粒体中存在一物肝微粒体中存在一类氧化反氧化反应类型极型极为广泛的氧化广泛的氧化酶系，称系，称为肝微粒体混肝微粒体混合功能氧化合功能氧化酶系系统或称或称单加氧加氧酶，是一族，是一族最重要的氧化最重要的氧化酶。在在药物代物代谢中中P-450是最重要的是最重要的酶系。系。P-450是人是人们在肝在肝脏微粒体中微粒体中发现的一种色的一种色素（素（P)它在它在还原状原状态下与下与CO结合，在合，在450nm处有明有明显的吸收，故得名的吸收，故得名。5.非微粒体酶v少数少数药物是由非微粒体物是由非微粒体酶代代谢的。的。v除与葡萄糖除与葡萄糖醛酸酸结合外的其它合外的其它缩合，以及某合，以及某些氧化、些氧化、还原及水解反原及水解反应均均为非微粒体非微粒体酶系系所催化，如常用的阿司匹林及磺胺所催化，如常用的阿司匹林及磺胺类药物都物都是通是通过这些些酶的作用而代的作用而代谢的。的。v凡凡结构构类似于体内正常物似于体内正常物质、脂溶性、脂溶性较小、小、水溶性水溶性较大的大的药物都是由物都是由这组酶系代系代谢。6.非微粒体酶主要类型v细胞胞浆可溶部分的可溶部分的酶系系：这类酶系包括系包括醇脱醇脱氢酶、醛脱脱氢酶、黄、黄嘌呤氧化呤氧化酶、硫氧化物和氮氧化物的硫氧化物和氮氧化物的还原原酶等。等。v线粒体中的粒体中的酶系系：包括胺氧化：包括胺氧化酶、脂、脂环族芳香化族芳香化酶等。等。v血血浆中中酶系系：酰胺胺酶、磷酸、磷酸酶和胆碱和胆碱酯酶等。等。v消化道和消化道菌消化道和消化道菌丛产生的生的酶，前者以前者以结合合酶为主，后者以主，后者以还原原酶为主。主。7.代谢反应 第第一一相相反反应引引入入官官能能团，大大多多脂脂溶溶性性药物物经氧化氧化还原，水解生成极性基原，水解生成极性基团。第第二二相相反反应结合合反反应，化化合合物物的的极极性性基基团或或由由于于第第一一相相反反应生生成成极极性性基基团与与机机体体成成分分结合合。（第第一一相相反反应生生成成物物可可能能直直接接排排泄泄出出去去，或或经结合合反反应以以结合合物物形形式式排泄）。排泄）。8.第一相反应氧化反氧化反应还原反原反应水解反水解反应9.氧化反应1、非微粒体、非微粒体酶系的系的药物氧化物氧化醇醇醛的氧化的氧化嘌呤呤类的氧化作用的氧化作用胺的氧化作用胺的氧化作用2、微粒体、微粒体酶系的系的药物氧化物氧化侧链烷基的氧化基的氧化O、N、S-烷基的氧化基的氧化芳芳环、非芳、非芳环的的羟化化N-氧化、氧化、S-氧化氧化脱氨基化脱氨基化脱硫作用脱硫作用10.醇醛的氧化（肌肉松弛药-麦酚生,醇被氧化成羧酸）11.嘌呤类的氧化作用（黄嘌呤氧化酶参与下）12.胺的氧化作用（单胺氧化酶和二胺氧化酶作用下氧化脱胺，并进一步氧化成羧酸）13.侧链烷基的氧化（甲基被氧化成CH2OH后进一步氧化生物醛或酸）14.O、N、S-烷基的氧化15.芳环、非芳环的羟化（对羟基化）16.N-氧化、S-氧化（可导入硫氧键各氮氧键）17.脱硫作用（硫被氧取代）18.还原反应v羰基的基的还原（由非微粒体原（由非微粒体酶催化）催化）v硝基的硝基的还原（由微粒体原（由微粒体酶催化）催化）v偶氮化合物的偶氮化合物的还原（由微粒体原（由微粒体酶催化）催化）19.羰基的还原（由非微粒体酶催化,醛酮化合物可被醛酮还原酶所催化，分别还原成伯醇和仲醇。）20.硝基的硝基的还原原偶氮化合物的偶氮化合物的还原原21.水解反应酯的水解的水解酰胺的水解胺的水解酰肼的水解的水解22.酯的水解23.酰胺的水解24.第二相反应（与机体的内源性成分发生结合反应）葡萄糖葡萄糖醛酸酸结合。合。硫酸硫酸结合。合。氨基酸氨基酸结合。合。醋酸醋酸结合。合。甲基甲基结合。合。25.葡萄糖醛酸结合（与含有与含有-OH,-COOH,-NH,-SH基基团的化合物的化合物结合合）N-葡萄糖醛酸苷26.酯型葡萄糖醛酸苷27.醚型葡萄糖醛酸苷28.硫酸硫酸结合合（硫酸（硫酸结合的基合的基团主要是主要是羟基和氨基。基和氨基。与与羟基基结合的称合的称为硫酸硫酸酯，与氨基，与氨基结合的称合的称为氨基磺酸氨基磺酸酯）29.甘氨酸结合（主要与羧酸结合，易产生饱和现象）30.醋酸结合（乙酰化过程，其中主要是将乙酰基转移至伯胺上，尤其是芳香胺类）31.甲基结合（甲基来源于蛋氨酸，催化该反应为甲基转移酶，其代谢物极性降低）32.药物代谢与药理活性的关系 代谢使药物失去或降低药理活性。代谢使药物具有或增加药理活性。失去或降低活性：失去或降低活性：氯丙唪、尼群地平丙唪、尼群地平以原形排出：以原形排出：庆大霉素、大霉素、苏拉明拉明代代谢物具有毒性的物具有毒性的:非那西丁、非那西丁、农药硫磷硫磷代代谢物物具具有有药理理活活性性。保保泰泰松松、泼尼尼松松、吗啡啡33.影响代谢的生理性因素1.种属差异。种属差异。2.性性别。3.年年龄。4.个体差异。个体差异。5.疾病。疾病。6.饮食。食。34.种属差异q不同种属之不同种属之间，药物代物代谢速度、代速度、代谢途途径有径有较大差大差别。q羟基保泰松的代基保泰松的代谢速速度人与狗相差度人与狗相差140倍。而保泰松差倍。而保泰松差12倍，狗速度快。倍，狗速度快。q在苯丙胺的代在苯丙胺的代谢中，大鼠中，大鼠进行行羟基化，基化，兔兔进行脱氨基反行脱氨基反应。人。人则以原形和脱氨以原形和脱氨基化物从尿中排泄。基化物从尿中排泄。35.性别q雌性动物比雄性动物对药物的感受性更强，因为雄性动物的药物代谢适应性比雌性高。q老龄性别差异不明显q新生雄性大鼠去势后，特有的固醇1，6a-羟化酶等活性下降，性别差异消失。36.年龄（新生儿代谢慢）37.个体差异q当当给与相同与相同剂量同种量同种药物物时，常出，常出现药理效理效应的的显著差著差别。q例如给异烟肼后，白种人中常出现多发性神经炎，而亚洲人极少见。因白种人中乙酰转移酶活性较低。q现在普遍认为绝大部分的药物反应个体差异是由遗传因素决定的。38.疾病n如果疾病引起肝功能障碍，则药物代谢能力会出现下降。n肝硬化病从服用氯霉素后，其半衰期可增加4倍。39.饮食n饮食中的食中的蛋白蛋白质对药物代物代谢活性有所影响。活性有所影响。n一般一般禁食、低蛋白或无蛋白食物禁食、低蛋白或无蛋白食物可使可使P-450以及以及NADPH-细胞色素胞色素C还原原酶的活性降低。的活性降低。n高蛋白食物高蛋白食物可使可使药物代物代谢酶活性明活性明显增加。增加。n食物中食物中脂肪或脂肪或维生素缺乏生素缺乏时，药物代物代谢酶的的活性降低。活性降低。40.影响代谢的其它因素q合并用药q给药途径的影响q给药剂量和剂型的影响41.合并用药q一般剂量下一次给药不足以引起酶的诱导和抑制，但长期用药会出现。q有酶诱导作用的药物，可增强酶活性，导致药物代谢速度加快，从而达不到理想治疗效果。q有酶抑制作用的药物，可使酶活性下降，导致全用药物的代谢水平下降，出现毒副作用。42.给药途径的影响q血管内无肝血管内无肝脏首首过作用作用q口服首口服首过作用最作用最强q肺部、口腔、鼻粘膜、皮肤肺部、口腔、鼻粘膜、皮肤给药时首首过作用作用较少。少。43.剂型的影响q人口服不同剂型水杨酸酰胺：尿中硫酸酯量，溶液29.7，混悬剂31.8，颗粒剂73.0%。q由于颗粒剂吸收前要崩解、溶出，吸收较慢，避免饱和。44.给药剂量的影响（代谢酶的饱和性）45.药物代谢酶的诱导与抑制促促进药物代物代谢（酶促作用促作用）。）。给予予某某种种化化合合物物使使药物物代代谢酶活活性性增增强，因因此此促促进药物物代代谢称称酶诱导。引引起起诱导的的化化合物称合物称诱导剂。抑制抑制药物代物代谢（酶抑作用）抑作用）某某些些药物物可可抑抑制制肝肝微微粒粒体体中中酶的的作作用用而而抑抑制制另另一一些些药物物的的代代谢，导致致后后者者的的药理理活活性及毒副作用增性及毒副作用增强，这种种药物称物称为抑制抑制剂。46.酶促作用47.前体药物前体药物其本身并没有药理活性，但经体内代谢后产生具有药理活性的代谢产物。例如百浪多息是历史上一个有名的药物，它本身没有抗菌活性，但在体内转化为磺胺后却对细菌感染有效。48.代谢饱和性和部位性(在胃肠道某一特定部位被代谢的药物，可根据其代谢部位设计减少药物代谢的制剂。例如左旋多巴的吸收主要部位是十二指肠，而其主要代谢酶脱羧酶活性最高处于小肠回肠末端）49.代谢抑制剂与制剂设计 加入代谢抑制剂来提高另一个药物的疗效，例如：q多巴与甲基多巴肼（10：1）q多巴与盐酸羟苄丝肼（4：1）50.51.剂型改变 如硝酸甘油片无效，改成舌下片、软膏、贴膏。52.五、药物排泄53.药物排泄 药物排泄：体内药物以原形或代谢物的形式通过排泄器官排出体外的过程。药物排泄过程的正常与否关系到药物在体内的浓度和持续时间，从而严重影响到药物的作用。54.排泄途径肾脏排泄 胆汁排泄唾液排泄乳汁分泌汗液肺55.肾的解剖结构56.肾单位的基本功能n肾小球是动静脉交汇的毛细血管团，这部分毛细血管血压较其它部位高，又有较大的微孔，因此除血球和蛋白外等高分子外，一般物质都可滤过，输入肾小管。n近曲小管上皮细胞与小肠上皮细胞类似，在管腔侧具有刷状缘结构，有利于吸收。n重吸收分泌要经过刷状缘膜和侧底膜二步过程。57.肾脏排泄 机理复杂：包括 肾小球滤过、肾小管分泌、肾小管重吸收。58.药物排泄示意图59.肾小球滤过肾小球毛细血管内血压高，管壁上微孔较大（7-10 nm），故除血球和蛋白质外的一般物质均可无选择性地滤过。药物以膜孔扩散方式滤过，滤过率较高，但药物与血浆蛋白结合，则不能滤过。60.肾小管分泌 指药物由血管一侧通过上皮细胞侧底膜摄入细胞，再从细胞内通过刷状膜向管腔一侧流出。近曲小管中分别具备有机阴离子和有机阳离子输送系统。这一过程为主动转运，逆浓度梯度，需载体能量，有饱和与竞争抑制现象。61.阴离子转运系统 为许多有机弱酸所共同的肾分泌排泄机制，代表物质为对氨基马尿酸(PAH)，分泌磺胺类、马尿酸、酰基氨基酸等。阳离子转运系统 为许多有机胺类化合物所拥有的肾分泌排泄机制，代表物质为N-甲基烟酰胺，吗啡等。62.63.肾小管重吸收人人体体每每天天肾血血流流量量约1700-1800L，肾小小球球滤过170-180L,但但尿尿量量约1.5L，可可见滤过的水的的水的绝大部分（大部分（99)被重吸收。被重吸收。大大多多药物物从从肾小小管管远曲曲小小管管重重吸吸收收，分分为主主动与与被被动两两种种，脂脂溶溶性性药，非非解解离离性性药物吸收多。物吸收多。药物大多物大多经被被动重吸收返回体内重吸收返回体内64.影响药物重吸收的因素v药物的脂溶性v尿液pHv尿量65.药物的脂溶性v脂溶性大有利于重吸收v大多药物代谢后，水溶性大，重吸收减少，有利于机体将其清除。66.尿液pHv近曲小管中液体的近曲小管中液体的pH与血与血浆中的中的pH值相同（相同（7.4）v远曲小管中曲小管中pH与尿液相同（与尿液相同（4.5-8.0）v远曲小管尿液和血液之曲小管尿液和血液之间有一个大有一个大的的pH梯度。梯度。67.pH分配理论酸化的尿液有利于弱酸性酸化的尿液有利于弱酸性药物的吸收物的吸收而而减少弱碱性减少弱碱性药物的吸收。物的吸收。碱化尿液，弱酸碱化尿液，弱酸药物的物的肾清除率增加清除率增加，因因为药物离子反而不能被重吸收物离子反而不能被重吸收。68.pH对磺胺类清除的影响很显著n尿尿pH值由由5上升到上升到8，磺胺乙，磺胺乙噻二二唑在在人体中生物半衰期人体中生物半衰期由由11.4减少到减少到4.2小小时。n服用碳酸服用碳酸氢钠后，后，磺胺乙磺胺乙噻二二唑消除消除速率是原来的速率是原来的2倍。倍。69.尿量v由于是被由于是被动转运，运，重吸收速率依重吸收速率依赖于于肾小管内液的小管内液的药物物浓度度。v尿量增加尿量增加时，药物物浓度下降，减少重吸度下降，减少重吸收，收，尿量减少尿量减少时，药物物浓度增加而重吸度增加而重吸收量也增加。收量也增加。70.尿量增加，清除率增大71.尿量增加，重吸收减少72.影响肾排泄因素 1.血血浆蛋蛋白白结合合率率。（上上升升，肾排排泄下降）。泄下降）。2.尿液尿液pH与尿量。与尿量。3.合并用合并用药。4.药物代物代谢。5.肾脏疾病。疾病。73.药物血浆蛋白结合率药物血浆蛋白结合率高,则肾排泄速度下降。另外,如果合用药物可与血浆蛋白竞争性结合,会极大影响非结合型药物的浓度,从而影响肾排泄速率。74.尿液pH和尿量n弱酸和弱碱性药物的解离度随尿液pH值而变化,从而影响药物在肾小管的重吸收。尿量的多少影响到药物浓度,也会影响排泄速率75.合并用药n如果同时使用在肾小管近曲小管中经同一转运系统主动分泌的药物时,由于竞争性抑制,可使肾小管分泌下降。如丙磺舒对有机酸药物的主动分泌是较强的抑制剂。76.药物代谢n药物经代谢后,大多水溶性增加,肾小管重吸收下降,有利于从肾脏排出。但甲基化和乙酰化反应可使代谢物极性下降,不利于药物的排泄。77.肾脏疾病对肾排泄有很大影响v随随肾病病症症状状加加重重，肾清清除除率率会会出出现下降。下降。v肾小小球球肾炎炎会会使使肾小小球球滤过率率明明显下降。下降。v肾功功能能不不全全时，肾小小管管主主动分分泌泌和和重吸收功能都重吸收功能都显著下降。著下降。78.血液透析n血血液液透透析析,又又称称“人人工工肾”治治疗,用用于于肾功功能能衰衰竭竭时从从病病人人血血液液中中人人为地地将将废物物透透析析出出来来。该过程程中中血血液液流流经离离子子溶溶液液环境境的的半半透透膜膜,含含氮氮废物物以以及及某某些些药物物从从血血液液中中透透析析出出来来。因因此此,血透是血透是肾衰病人衰病人进行行药物排泄的重要途径。物排泄的重要途径。n该技技术对于于符符合合下下列列条条件件的的药物物有有重重要要意意义:有有较好好的的水水溶溶性性;与与血血浆蛋蛋白白结合合不不紧密密;分子量低分子量低(小于小于500);分布容分布容积小小。79.胆汁排泄v药物物及及其其代代谢物物除除了了主主要要为尿尿排排泄泄外外,通通过胆汁排泄也是主要的消除途径。胆汁排泄也是主要的消除途径。v机机体体中中重重要要的的药物物如如维生生素素A、D、E、性性激激素素、甲甲状状腺腺素素及及这些些药物物的的代代谢产物从胆汁中的排泄非常物从胆汁中的排泄非常显著。著。v因因此此,胆胆汁汁排排泄泄对药物物的的血血药浓度度、药物物疗效效的的强度度及及持持续时间无无疑疑有有重重要要的影响。的影响。80.胆汁排泄过程v胆汁是由肝细胞不断生成的,生成后由肝管流出,经胆总管流至十二指肠,或由肝管转运入胆囊管而贮存于胆囊,当消化时再由胆囊排出至十二指肠上部。v成年人一昼夜分泌的胆汁约8001000ml药物从血液向胆汁排泄时,首先由血液进入肝细胞并继续向毛细胆管转运 81.排泄机理药物向胆汁转运机制可分为v 被动扩散v 主动转运82.被动扩散血液中血液中药物向胆汁被物向胆汁被动扩散散转运有两种途径运有两种途径:1、药物通物通过细胞膜小孔胞膜小孔进行行扩散散;2、药物在膜的脂物在膜的脂质部分部分扩散。散。肝肝细胞胞膜膜和和肝肝内内的的窦状状隙隙的的内内壁壁上上都都有有许多多微微孔孔,药物物透透过这种种微微孔孔的的速速度度受受分分子子量量大大小小影响。影响。83.主动分泌当当胆胆汁汁中中的的药物物浓度度显著著高高于于血血浆中中的的浓度度时,则药物物由由血血液液向向胆胆汁汁的的转运运存存在在着着主主动转运运的的分泌机制。分泌机制。这种机制的特点也有种机制的特点也有:存在存在饱和和现象象;能逆能逆浓度梯度度梯度转运运;与与相相同同转运运系系统的的药物物共共存存时将将出出现竞争争性性抑制抑制;受代受代谢抑制抑制剂的抑制。的抑制。84.肠肝循环肠肝循环(enterohepatic cycle)是指在胆汁中排泄的药物或其代谢物在小肠中移动期间重新被吸收返回肝门静脉血的现象。有肠肝循环的药物在体内能停留较长间：己烯雌盼、洋地黄毒戒、氨节青霉素、卡马西平、氯霉素、引哚美辛、螺内醋等药物口服后都存在肠肝循环。85.己烯雌酚的肠肝循环己烯雌酚在胆汁中以单或双葡萄糖酸酸苷出现,其循环途径如图，若用蔗糖-1,4-内酯抑制肠内的葡萄糖醛酸苷转移酶,则肠肝循环被抑制。86.由于药物的葡萄糖醛酸结合物排泄到肠道后,受到饮食和酶解过程的影响,有的药物的血药浓度有时会出现双峰现象 87.影响胆汁排泄的因素1.极极性性大大小小：当当有有极极性性强的的基基团存存在在时，经胆胆汁排泄量就多。汁排泄量就多。2.胆汁流量：流出量增加胆汁流量：流出量增加则加速排泄。加速排泄。3.分分子子量量大大小小：分分子子量量300，胆汁排泄。胆汁排泄。4.种族差异：不同种属种族差异：不同种属显著不同。著不同。5.肠肝循肝循环:88.药物从乳汁排泄大多药物能从乳汁排出,并能在乳汁中测出药物浓度。一般药物在乳汁中的浓度低,在乳汁中排出量不足以引起婴儿的治疗效应。但是,有些药物从乳汁排出较大,如红霉素、卡马西平、地西泮和巴比妥酸盐等。89.影响乳汁排泄因素(1)药物物的的浓度度梯梯度度：乳乳汁汁中中药物物浓度度与与母母体体的的血血药浓度度有有关关，未未与与蛋蛋白白结合合的的游游离离药物物越高，越高，药物从血物从血浆到乳汁到乳汁转运的越快。运的越快。(2)药物物的的脂脂溶溶性性。乳乳汁汁中中脂脂肪肪含含量量比比血血浆高高,脂脂溶性大的溶性大的药物容易穿物容易穿过生物膜到乳汁中生物膜到乳汁中(3)血血浆与与乳乳汁汁的的pH：乳乳汁汁的的正正常常pH范范围是是6.47.6,比比血血浆低低。通通常常弱弱酸酸性性药物物在在乳乳汁汁中的中的浓度比其血度比其血浆浓度低度低(4)药物分子大小物分子大小:分子越小分子越小,越容易越容易转运。运。90.慎用药物虽然然大大多多数数药物物在在乳乳汁汁中中排排出出的的药物物量量是是小小的的,但但由由于于婴儿儿的的肝肝、肾功功能能未未发育育完完全全,对药物物的的代代谢与与排排泄泄能能力力低低,有有可可能能造造成成一一些些药物物在在婴儿儿体体内内累累积,使使婴儿儿体体内内的的血血药浓度度达达到到具具有有临床床意意义的水平。的水平。因因此此,乳乳母母在在哺哺乳乳期期应禁禁用用或或慎慎用用一一些些药物物,如如异异烟烟肼、甲甲丙丙氨氨醋醋、氯霉霉素素、氢氯噻嗪、甲甲硝硝唑、四四环素、素、萘啶酸酸等。等。如如果果哺哺乳乳期期需需要要服服用用一一些些比比较安安全全的的药,最最好好在在婴儿哺乳后或下次哺乳前儿哺乳后或下次哺乳前34小小时用用药。91.