第15章 生物藥劑學(xué)
一、概述
(一)生物藥劑學(xué)的概念
生物藥劑學(xué)(Biopharmaceutics)是研究藥物及其劑型在體內(nèi)的吸收、分布、代謝與排泄過程,闡明藥物的劑型因素、機(jī)體的生物因素與藥效(包括療效、副作用和毒性)之間關(guān)系的一門藥劑學(xué)分支學(xué)科,從20世紀(jì)60年代開始已經(jīng)得到了深入的發(fā)展,為客觀評價(jià)制劑的處方設(shè)計(jì)、質(zhì)控方法和生產(chǎn)工藝以及臨床合理用藥提供了科學(xué)的依據(jù)。
生物藥劑學(xué)中研究的劑型因素,不僅是指片劑、注射劑、軟膏劑等狹義的劑型,而是廣義地包括與劑型有關(guān)的各種因素,主要有:
①藥物的某些化學(xué)性質(zhì)
②藥物的某些物理性質(zhì)
③藥物制劑的處方組成
藥物的劑型及用藥方法
④藥物的劑型及用藥方法
⑤制劑的工藝過程
生物藥劑學(xué)中的生物因素包括:①種族差異;②性別差異;③年齡差異;④遺傳差異;⑤生理與病理?xiàng)l件的差異
(二)生物膜的結(jié)構(gòu)
體內(nèi)具有吸收功能的主要組織為上皮組織,它是由上皮細(xì)胞組成的,上皮細(xì)胞膜是一種生物膜,其構(gòu)造和性質(zhì)決定藥物吸收的難易程度。
在生物膜內(nèi),蛋白質(zhì)與類脂質(zhì)(主要是磷脂)呈聚集狀態(tài),類脂質(zhì)構(gòu)成雙分子層。
(三)藥物通過生物膜的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理
1.被動擴(kuò)散(passive diffusion)
被動擴(kuò)散的特點(diǎn)是:從高濃度區(qū)(吸收部位)向低濃度區(qū)域(血液)順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn),轉(zhuǎn)運(yùn)速度與膜兩側(cè)的濃度差成正比。擴(kuò)散過程不需要載體,也不消耗能量,故也稱為單純擴(kuò)散。膜對通過的物質(zhì)無特殊選擇性,即無飽和現(xiàn)象和競爭抑制現(xiàn)象,一般也無部位特異性。藥物大多數(shù)以這種方式吸收。
被動擴(kuò)散有二條途徑:①溶解擴(kuò)散;②限制擴(kuò)散。
2.主動轉(zhuǎn)運(yùn)(active transport)
一些生命必需物質(zhì)(如K+,Na+,I-,單糖,氨基酸,水溶性維生素)和有機(jī)酸、堿等弱電解質(zhì)的離子型等。主動轉(zhuǎn)運(yùn)有如下特點(diǎn):①逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn);②需要消耗機(jī)體能量,能量的來源主要由細(xì)胞代謝產(chǎn)生的ATP提供;③主動轉(zhuǎn)運(yùn)藥物的吸收速度與載體數(shù)量有關(guān),可出現(xiàn)飽和現(xiàn)象;④可與結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)發(fā)生競爭現(xiàn)象;⑤受代謝抑制劑的影響,⑥主動轉(zhuǎn)運(yùn)有結(jié)構(gòu)特異性,如單糖、氨基酸、嘧啶及某些維生素都有本身獨(dú)立的主動轉(zhuǎn)運(yùn)特性;⑦主動轉(zhuǎn)運(yùn)還有部位特異性。
3.促進(jìn)擴(kuò)散(facilitated diffusion)
促進(jìn)擴(kuò)散又稱中介轉(zhuǎn)運(yùn)(meadiated transport)或易化擴(kuò)散,由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)擴(kuò)散或轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。促進(jìn)擴(kuò)散具有載體轉(zhuǎn)運(yùn)的各種特征:有飽和現(xiàn)象,與被動擴(kuò)散不同之處在于:促進(jìn)擴(kuò)散不消耗能量,而且是順濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn),轉(zhuǎn)運(yùn)的速率大大超過被動擴(kuò)散。
4.胞飲作用
胞飲作用是細(xì)胞攝取藥物的另一種形式,主動變形而將某些物質(zhì)攝入細(xì)胞內(nèi)或從細(xì)胞內(nèi)釋放到細(xì)胞外,稱為胞飲。某些高分子物質(zhì),如蛋白質(zhì)、多肽類、脂溶性維生素和重金屬等,可按胞飲方式吸收。
二、藥物的胃腸道吸收及其影響因素
(一)藥物在胃腸道的吸收
吸收(absorption)是指藥物從給藥部位進(jìn)入體循環(huán)的過程。(例如靜脈注射給藥)不涉及吸收過程以外,非血管內(nèi)給藥等都存在吸收過程。藥物在胃中的吸收機(jī)制主要是被動擴(kuò)散。小腸中藥物的吸收以被動擴(kuò)散為主。是直腸給藥(如栓劑)的良好吸收部位。大腸中藥物的吸收也以被動擴(kuò)散為主。
(二)影響藥物在胃腸道吸收的生理因素
1.胃腸液成分與性質(zhì)對吸收的影響
胃液pH變化,可使弱酸性藥物在胃中吸收發(fā)生變化。藥物吸收部位的pH值對很多藥物,特別是有機(jī)弱酸或弱堿類藥物的吸收至關(guān)重要。大多數(shù)有機(jī)藥物都是弱酸性或弱堿性物質(zhì),消化道中的不同pH或其變化,都會影響藥物的解離狀態(tài),從而影響藥物制劑的吸收和生物利用度。主動轉(zhuǎn)運(yùn)吸收的藥物是在特定部位由載體或酶促系統(tǒng)進(jìn)行的,一般不受消化道pH變化的影響。
膽汁中的的膽酸鹽對難溶性藥物有增溶作用,可促進(jìn)吸收,但與新霉素和卡那霉素等生成不溶性物質(zhì)而影響吸收。
2.胃排空對吸收的影響
(1)胃排空速率 胃排空速率表觀為一級速度過程:
影響胃排空速率的因素很多,與內(nèi)容物的物理性狀和化學(xué)組成有關(guān)。黏度低,滲透壓低時,一般胃排空速率較大;稀的軟體食物比稠的或固體食物的胃排空快;服用某些抗膽堿藥物、抗組織胺藥物、麻醉藥物時,胃排空速率都可下降。
胃排空的快慢,對藥物消化道中的吸收有一定影響。由于大多數(shù)藥物在小腸中吸收好,胃排空加快,藥物到達(dá)小腸部位時間縮短,吸收快,生物利用度提高,出現(xiàn)藥效時間也快。少數(shù)主動吸收藥物如核黃素等在十二指腸由載體轉(zhuǎn)運(yùn)吸收,胃排空速率快,大量的核黃素同時到達(dá)吸收部位,吸收達(dá)到飽和,因而只有一小部分藥物被吸收;若飯后服用,胃排空速率小,使吸收量增加。
3.胃腸道蠕動對吸收的
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