华北理工生物药剂学与药物动力学讲义02口服药物的吸收

理论课讲稿.

讲授内容

注解

第二章口服药物的吸收

第一节药物的膜运转与胃肠道吸收（50’）

物质通过生物膜（或细胞膜）的现象称为膜运转（membranetransport）。

药物的吸收（absorptionofdrug）是指药物从给药部位进入体循环的过程。

吸收可在口腔、胃、小肠、大肠、直肠、肺泡、皮肤、鼻粘膜和角膜等部位的上皮细胞膜中进行。以小肠吸收最为重要。

一、生物膜的结构与性质

（一）生物膜结构

1972年，Singer和Nicolson提出生物膜液态镶嵌模型（fluidmosaicmodel）。（二）生物膜性质

1.膜的流动性

2.膜结构的不对称性

3.膜结构的半透性

（三）膜运转途径

1.细胞通道运转(transcellularpathway)

2.细胞旁路通道运转（paracellularpathway）

二、药物转运机制

1.被动扩散（passivediffusion）

被动扩散的特点是：从高浓度区（吸收部位）向低浓度区域（血液）顺浓度梯度转运，转运速度与膜两侧的浓度差成正比。扩散过程不需要载体，也不消耗能量，故也称为单纯扩散。膜对通过的物质无特殊选择性，即无饱和现象和竞争抑制现象，一般也无部位特异性。药物大多数以这种方式吸收。

被动扩散有二条途径：①溶解扩散；②限制扩散。

2.主动转运（activetransport）

一些生命必需物质（如K+，Na+，I-，单糖，氨基酸，水溶性维生素）和有机酸、碱等弱电解质的离子型等。

主动转运有如下特点：①逆浓度梯度转运；②需要消耗机体能量，能量的来源主要由细胞代谢产生的ATP提供；③主动转运药物的吸收速度与载体数量有关，可出现饱和现象；④可与结构类似的物质发生竞争现象；⑤受代谢抑制剂的影响，⑥主动转运有结构特异性，如单糖、氨基酸、嘧啶及某些维生素都有本身独立的主动转运特性；⑦主动转运还有部位特异性。

3.促进扩散（facilitateddiffusion）

促进扩散又称中介转运（meadiatedtransport）或易化扩散，由膜的高浓度一侧向低浓度一侧扩散或转运的过程。

促进扩散具有载体转运的各种特征：有饱和现象，与被动扩散不同之处在于：促进扩散不消耗能量，而且是顺浓度梯度转运，转运的速率大大超过被动扩散。

4.胞饮作用

胞饮作用是细胞摄取药物的另一种形式，主动变形而将某些物质摄入细胞内或从细胞内释放到细胞外，称为胞饮。

某些高分子物质，如蛋白质、多肽类、脂溶性维生素和重金属等，可按胞饮方式吸收。

表:药物膜转运机制及特点

三、

胃肠道

的结构与功能

表:胃肠道生理和药物吸收

部位

pH

长度（cm）

表面积

转运时间

胃

1~3

--

小

30~40min

十二指肠

4~6

20~30

较大

6s

空肠

6~7

150~250

很大

2~8h

回肠

7

200~350

很大

结肠

8

90~150

较小

24h

（一）

胃

胃液：2L/d，胃蛋白酶、盐酸，pH低（»1），面积小，药物崩解、分散、溶解、少量吸收

（二）

小肠

面积非常大：200平方米皱壁+

绒毛

+微细绒毛，pH：5–7，药物吸收的主要部位

（三）

大肠

面积小，吸收差，pH=8.3~8.4，直肠给药、结肠定位给药

第二节影响药物吸收的生理因素（30’）

一、消化系统因素

（一）胃肠液的成分与性质

胃液pH变化，可使弱酸性药物在胃中吸收发生变化。药物吸收部位的pH值对很多药物，特别是有机弱酸或弱碱类药物的吸收至关重要。大多数有机药物都是弱酸性或弱碱性物质，消化道中的不同pH或其变化，都会影响药物的解离状态，从而影响药物制剂的吸收和生物利用度。主动转运吸收的药物是在特定部位由载体或酶促系统进行的，一般不受消化道pH变化的影响。

胆汁中的的胆酸盐对难溶性药物有增溶作用，可促进吸收，但与新霉素和卡那霉素等生成不溶性物质而影响吸收。

（二）胃排空和胃空速率

胃排空速率：胃排空速率表观为一级速度过程：影响胃排空速率的因素很多，与内容物的物理性状和化学组成有关。黏度低，渗透压低时，一般胃排空速率较大；稀的软体食物比稠的或固体食物的胃排空快；服用某些抗胆碱药物、抗组织胺药物、麻醉药物时，胃排空速率都可下降。

胃排空的快慢，对药物消化道中的吸收有一定影响。由于大多数药物在小肠中吸收好，胃排空加快，药物到达小肠部位时间缩短，吸收快，生物利用度提高，出现药效时间也快。少数主动吸收药物如核黄素等在十二指肠由载体转运吸收，胃排空速率快，大量的核黄素同时到达吸收部位，吸收达到饱和，因而只有一小部分药物被吸收；若饭后服用，胃排空速率小，使吸收量增加。

表:影响胃排空的因素

影响因素

胃排空情况

胃内容物的体积

随内容物增加，开始胃排空速率增加，继而减慢

食物类型

固体食物较流体排空慢

脂肪类食物

胃排空速率减慢

碳水化合物

胃排空速率减慢

药

物

抗胆碱药（如阿托品）

胃排空速率减慢

麻醉药（如吗啡）

胃排空速率减慢

止痛药（如阿司匹林）

胃排空速率减慢

β-肾上腺素受体激动剂(如异丙肾)

胃排空速率减慢

β-受体阻断剂（如普萘洛尔）

加速胃排空

身体位置

站立较卧姿排空慢，左侧卧较右侧卧排空慢

（三）肠内运行

胃蠕动可使食物与药物充分混合，有利于胃中药物的吸收，小肠的固有运动可促进固体制剂的进一步崩解，使之与肠液充分混合溶解，增加药物与吸收黏膜表面的接触，有利于药物的吸收。

（四）食物的影响

表:食物对药物吸收的影响

影响结果

相关药物

增加吸收量

Vc、头孢呋辛、VB2、异维A酸、普萘洛尔、更昔洛韦、地丙苯酮、三唑仑、咪达唑仑、特非拉汀

降低吸收速率

吲哚美辛、非诺洛芬

降低吸收速率与吸收量

卡托普利、乙醇、齐多夫定、利福平、普伐他汀、林可霉素、异烟肼、溴苄铵、托西酸盐、红霉素

降低吸收速率，不影响吸收量

阿司匹林、卡普脲、头孢拉定、克林霉素、地高辛、奎尼丁、西米替丁、优降糖、氧氟沙星、环丙沙星

降低吸收速率，增加吸收量

呋喃妥因、酮康唑

增加吸收量，不影响吸收速率

芬维A胺

无影响

保泰松、甲基多巴、磺胺异二甲嘧啶、丙基硫氨嘧啶

（五）胃肠道代谢作用的影响

二、循环系统因素

（一）胃肠血流速度

（二）肝首过作用

（三）淋巴循环

三、疾病因素

第三节影响药物吸收的物理化学因素（50’）

一、解离度与脂溶性

未解离型的有机弱酸和有机弱碱由于脂溶性较大，比脂溶性小的解离型药物易吸收，由于非解离型和解离型的比例与环境的pH直接相关。同时，脂溶性又与药物的油/水分配系数有关。这种以油水分配系数和解离状况决定药物吸收的假说，被称为pH分配假说。其关系可用Henderson-Hasselbalch缓冲方程式表示：

弱酸性药物在胃中主要以未解离型形式存在，吸收较好，而弱碱性药物在pH较高的小肠中更有利用吸收。

除了强碱性药物外，药物在胃中的吸收与pH分配假说相当一致。但是在药物的主要吸收部位小肠中，药物的吸收不一定与pH人配假说相吻合。一般情况下，小肠中的吸收比pH分配假说预测的值要高。其原因主要是肠黏膜具有巨大在的表面积，另外解离型药物也能通过细胞膜上的含水微孔以及细胞旁路通道吸收。对于两性药物，则在等电点的pH时吸收最好。

二、溶出速率(dissolutionrate)

是指在一定溶出条件下，单位时间药物溶解的量。

（一）药物溶出理论当药物与溶剂间的吸引力大于固体药物粒子间的内聚力时，溶出就会发生，溶出受固液界面上药物溶解扩散的速度所控制。

（二）影响溶出的药物理化性质

1.药物的溶解度

2.粒子大小

药物粒子越小，与体液的接触面积越大，药物的溶解速度就会越大。为达到增加某些难溶性药物的溶解速度和吸收的目的，可采用药物微粉化技术，还可采用固体分散体技术和控制结晶法制备微晶。

在胃液中不稳定的药物如青霉素、红霉素等、对胃肠刺激性强的药物如呋喃啶等，不宜采用微粉化技术制备制剂。

3.多晶型

各种晶型往往具有不同的物理性质如密度、熔点、溶解度、溶出速率等，它们的生物活性和稳定性也有所不同。

4.溶剂化物一般溶出速率大小顺序为：有机溶剂化物>无水物>水合物。

三、药物在胃肠道中的稳定性

某些药物由于胃肠道pH、消化道中的细菌以及消化道内皮细胞产生的酶的作用，往往会降解或失活而不能口服给药，只能采用注射或其他途径给药。

四、药物的生物药剂学分类

美国FDA提出了口服药物按生物药剂学分类系统

（Biopharmaceuticsclassificationsystem,BCS）管理。BCS是依据药物的通透性和溶解特征，将药物分成四大类。

表:药物的BCS分类与体内外相关性预测

类别

溶解度

通透性

体内外相关性预测

Ⅰ

高

高

若药物胃排空速度比溶出速度快，存在体内外相关性，反之无

Ⅱ

低

高

若药物在体内外的溶出速度相似，有相关性，但给药剂量很高时难以预测

Ⅲ

高

低

透过是吸收的限速过程，且溶出速度没有相关性

Ⅳ

低

低

溶出和透过都限制药物吸收，不能预测其体内外相关性

第四节剂型因素对药物吸收的影响（50’）

一、固体制剂的崩解与溶出

二、剂型对药物吸收的影响

（一）液体剂型

1.溶液剂2.乳剂3.混悬剂

（二）固体剂型

1.散剂2.胶囊剂3.片剂

静脉注射药物直接进入体循环，不存在吸收过程，发挥药理作用最快，可以认为药物被机体百分之百利用。口服制剂吸收后必须通过肝脏，其中一部分药物受到肝脏中的药物代谢酶代谢后，再进入体循环，吸收总量低于静脉注射给药；肌肉及皮下注射液药效慢于静脉注射，但比口服给药起效快，吸收量多；气雾剂可以通过肺部吸收，被吸收的药物不经肝脏直接进入体循环，可避免首过作用，栓剂、舌下片、鼻腔给药剂型等经黏膜给药制剂可经吸收部位血液循环直接进入体循环，也可绕过肝脏首过效应。

一般认为在口服剂型中，药物的吸收顺序大致为：水溶液>混悬液>散剂>胶囊剂>片剂>包衣片剂。

三、制剂处方对药物吸收的影响

（一）辅料的影响

1.粘合剂2.稀释剂3.崩解剂

4.润滑剂5.增粘剂6.表面活性剂

（二）药物间及药物与辅料间的相互作用：

1.胃酸调节2.络合作用3.吸附作用

4.固体分散作用5.包合作用

四、制备工艺对药物吸收的影响：

（一）混合与制粒

（二）压片与包衣

第五节口服药物吸收与制剂设计（70’）

一、药物的吸收特征与制剂设计

1.吸收指数（An）2.剂量指数（Do）3.溶出指数(Dn)

二、促进药物的吸收的方法

（一）提高药物溶出速度

1.增加药物的溶解度

（1）制成盐类

（2）制成无定型药物

（3）加入表面活性剂

2.增加药物的表面积

（二）加入口服吸收促进剂：环糊精等

三、释药调节与剂型设计

（一）速释制剂

（二）缓、控释制剂

（1）药物的油水分配系数

（2）药物的稳定性

（3）药物体内吸收特性

（4）昼夜节律

（5）药物的运行状态

（三）定位释药制剂

1.口服胃滞留制剂

2.口服小肠迟释制剂

3.口服结肠迟释制剂（口服结肠定位给药系统，OCDDS）

（1）pH敏感性

（2）时控型

（3）酶解型

（4）压力控制型

四、口服药物吸收作用的研究方法

（一）体外法通常采用以下离体实验模型（invitroexperimentalmodel）

1.组织流动室法(tissue