執(zhí)業(yè)藥師《藥劑學(xué)》重點(diǎn)總結(jié)(三十二)

字號(hào):

第十五章 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(guò)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(kāi)始已經(jīng)得到了深入的發(fā)展,為客觀評(píng)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(guò)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(guò)生物膜的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理
    1.被動(dòng)擴(kuò)散(passive diffusion)
    被 動(dòng)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(guò)程不需要載體,也不消耗能量,故也 稱為單純擴(kuò)散。膜對(duì)通過(guò)的物質(zhì)無(wú)特殊選擇性,即無(wú)飽和現(xiàn)象和競(jìng)爭(zhēng)抑制現(xiàn)象,一般也無(wú)部位特異性。藥物大多數(shù)以這種方式吸收。
    被動(dòng)擴(kuò)散有二條途徑:①溶解擴(kuò)散;②限制擴(kuò)散。
    2.主動(dòng)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(dòng)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(lái)源主要由細(xì)胞代謝產(chǎn)生的ATP提供;③主動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)現(xiàn) 象;⑤受代謝抑制劑的影響,⑥主動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)特性;⑦主動(dòng)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(guò)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(dòng)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(guò)被動(dòng)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(dòng)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(guò)程。(例如靜脈注射給藥)不涉及吸收過(guò)程以外,非血管內(nèi)給藥等都存在吸收過(guò)程。藥物在胃中的 吸收機(jī)制主要是被動(dòng)擴(kuò)散。小腸中藥物的吸收以被動(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)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(huì)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(dòng)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(duì)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(duì)吸收的影響
    (1)胃排空速率 胃排空速率表觀為一級(jí)速度過(guò)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(shí),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(shí),胃排空速率都可下降。
    胃 排空的快慢,對(duì)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(shí)間縮短,吸收快,生物利用度提高,出現(xiàn)藥效 時(shí)間也快。少數(shù)主動(dòng)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(shí)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(dòng)對(duì)吸收的
    胃蠕動(dòng)可使食物與藥物充分混合,有利于胃中藥物的吸收,小腸的固有運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)固體制劑的進(jìn)一步崩解,使之與腸液充分混合溶解,增加藥物與吸收黏膜表面的接觸,有利于藥物的吸收。
    4.循環(huán)系統(tǒng)對(duì)吸收的影響
    循 環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)途徑的流量的大小都對(duì)藥物吸收及血藥濃度產(chǎn)生影響。在胃、小腸和大腸吸收的藥物都經(jīng)門靜脈進(jìn)入肝臟。肝臟中豐富的酶系統(tǒng)對(duì)經(jīng)過(guò)的藥物具有強(qiáng)烈 的代謝作用,所謂的藥物“首過(guò)作用”,藥物的首過(guò)作用愈大,藥物被代射的越多,其有效血藥濃度下降也愈大,藥效受到明顯的影響。
    在胃的吸收中,血流量可影響胃的吸收速度,飲酒的同時(shí)服用苯巴比妥,其吸收量增加。
    藥物從消化道向淋巴系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)運(yùn),也是藥物吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的重要途徑之一。經(jīng)淋巴系統(tǒng)吸收的藥物不經(jīng)肝臟,不受肝臟首過(guò)作用的影響,因而對(duì)在肝臟中首過(guò)作用強(qiáng)的藥物及一些抗癌藥,定向淋巴系統(tǒng)吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)有很大的臨床意義。
    5.食物對(duì)吸收的影響
    食物通常能夠減慢藥物的胃排空速率,故主要在小腸吸收的藥物多半會(huì)推遲吸收;
    當(dāng)食物中含有較多脂肪時(shí),由于能夠促進(jìn)膽汁分泌,增加血液循環(huán),特別是能增加淋巴液的流速,有時(shí)對(duì)溶解度制別小的藥物如灰黃霉素能增加其吸收量。
    (三)影響藥物在胃腸道吸收的劑型因素
    1.藥物的解離度、脂溶性等理化性質(zhì)對(duì)吸收的影響
    未 解離型的有機(jī)弱酸和有機(jī)弱堿由于脂溶性較大,比脂溶性小的解離型藥物易吸收,由于非解離型和解離型的比例與環(huán)境的pH 直接相關(guān)。同時(shí),脂溶性又與藥物的 油/水分配系數(shù)有關(guān)。這種以油水分配系數(shù)和解離狀況決定藥物吸收的假說(shuō),被稱為pH分配假說(shuō)。其關(guān)系可用Henderson-Hasselbalch緩沖 方程式表示:
    弱酸性藥物在胃中主要以未解離型形式存在,吸收較好,而弱堿性藥物在pH較高的小腸中更有利用吸收。
    除了強(qiáng)堿 性藥物外,藥物在胃中的吸收與pH分配假說(shuō)相當(dāng)一致。但是在藥物的主要吸收部位小腸中,藥物的吸收不一定與pH人配假說(shuō)相吻合。一般情況下,小腸中的吸收 比pH分配假說(shuō)預(yù)測(cè)的值要高。其原因主要是腸黏膜具有巨大在的表面積,另外解離型藥物也能通過(guò)細(xì)胞膜上的含水微孔以及細(xì)胞旁路通道吸收。對(duì)于兩性藥物,則 在等電點(diǎn)的pH時(shí)吸收。
    2.藥物的溶出速度對(duì)吸收的影響
    固體劑型如片劑、丸劑、膠囊劑等口服時(shí),必須先經(jīng)過(guò)崩解、釋 放、溶解后,才可能被上皮細(xì)胞膜吸收。尤其對(duì)難溶性藥物或溶出速度很慢的藥物及其制劑,藥物從固體制劑中的釋放溶出很慢,其溶出過(guò)程往往成為吸收過(guò)程的限 速階段,溶出速度的理論依據(jù)是Noyes-Whitney的擴(kuò)散理論,按下列方程式表示:
    藥物的溶出速度與S(即藥物的表面積)、Cs(即藥物的溶解度)和K(即溶出速率常數(shù))成正比。故對(duì)于溶解度小的藥物制成的片劑或其他固體劑型,各國(guó)藥典常規(guī)定測(cè)定溶出速度,作為體外控制質(zhì)量的方法之一。
    (1)粒子大小對(duì)藥物溶出速度的影響 藥物粒子越小,與體液的接觸面積越大,藥物的溶解速度就會(huì)越大。為達(dá)到增加某些難溶性藥物的溶解速度和吸收的目的,可采用藥物微粉化技術(shù),還可采用固體分散體技術(shù)和控制結(jié)晶法制備微晶。
    在胃液中不穩(wěn)定的藥物如青霉素、紅霉素等、對(duì)胃腸刺激性強(qiáng)的藥物如呋喃 啶等,不宜采用微粉化技術(shù)制備制劑。
    (2)多晶型對(duì)藥物溶出速度的影響 各種晶型往往具有不同的物理性質(zhì)如密度、熔點(diǎn)、溶解度、溶出速率等,它們的生物活性和穩(wěn)定性也有所不同。
    (3)溶劑化物對(duì)藥物溶出速度的影響 一般溶出速率大小順序?yàn)椋河袡C(jī)溶劑化物>無(wú)水物>水合物。
    (4)成鹽對(duì)藥物溶出速度的影響 難溶性的弱酸制成鉀鹽或鈉鹽、難溶性弱堿制成鹽酸鹽或其它強(qiáng)酸鹽后,由于溶解度增加,能夠在胃腸液中迅速溶解,可使制劑的溶出速度增大,生物利用度提高
    3.藥物在胃腸道中的穩(wěn)定性對(duì)吸收的影響
    某些藥物由于胃腸道pH、消化道中的細(xì)菌以及消化道內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的酶的作用,往往會(huì)降解或失活而不能口服給藥,只能采用注射或其他途徑給藥。
    4.藥物的具體劑型、給藥途徑對(duì)吸收的影響
    劑 型是藥物應(yīng)用的必要形式,藥物的藥理作用必須通過(guò)劑型才能發(fā)揮效用。同一藥物經(jīng)加工制成不同的劑型后,往往可以呈現(xiàn)不同的效應(yīng),如藥物的起效時(shí)間、作用強(qiáng) 度、作用部位及持續(xù)時(shí)間、毒副作用等。由于劑型不同,用藥部位及給藥途徑不同,可以影響到藥物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝及排泄過(guò)程,從而影響到藥理效應(yīng)。
    靜脈注射藥物直接進(jìn)入體循環(huán),不存在吸收過(guò)程,發(fā)揮藥理作用最快,可以認(rèn)為藥物被機(jī)體利用。口服制劑吸收后必須通過(guò)肝臟,其中一 部分藥物受到肝臟中的藥物代謝酶代謝后,再進(jìn)入體循環(huán),吸收總量低于靜脈注射給藥;肌肉及皮下注射液藥效慢于靜脈注射,但比口服給藥起效快,吸收量多;氣 霧劑可以通過(guò)肺部吸收,被吸收的藥物不經(jīng)肝臟直接進(jìn)入體循環(huán),可避免首過(guò)作用,栓劑、舌下片、鼻腔給藥劑型等經(jīng)黏膜給藥制劑可經(jīng)吸收部位血液循環(huán)直接進(jìn)入 體循環(huán),也可繞過(guò)肝臟首過(guò)效應(yīng)。
    一般認(rèn)為在口服劑型中,藥物的吸收順序大致為:水溶液>混懸液>散劑>膠囊劑>片劑>包衣片劑。
    三、藥物的非胃腸道吸收
    (一)注射部位吸收
    注射部位周圍一般有豐富的血液和淋巴循環(huán)。藥物吸收路徑短,影響因素少,故一般注射給藥吸收速度快,生物利用率比較高。
    如難溶性藥物采用非水溶劑、藥物混懸液等,注射后在局部組織形成貯庫(kù),緩慢釋放。皮下與皮內(nèi)注射時(shí)由于皮下組織血管少,血流速度低,藥物吸收較肌肉注射慢,甚至比口服慢。需延長(zhǎng)藥物作用時(shí)間進(jìn)可采用皮下注射。皮內(nèi)注射吸收差。
    藥物的理化性質(zhì)能影響藥物的吸收。分子量小的藥物主要通過(guò)毛細(xì)血管吸收,分子量大的主要通過(guò)淋巴吸收,淋巴流速緩慢,吸收速度也比血液系統(tǒng)慢。
    藥物從注射劑中的釋放速率是藥物吸收的限速因素,各種注射劑中藥物的釋放速率排序?yàn)椋核芤?水混懸液>油溶液>O/W乳劑>W/O乳劑>油混懸液。
    (二)肺部吸收
    巨大的肺泡表面積、豐富的毛細(xì)血管和極小的轉(zhuǎn)運(yùn)距離,決定了肺部給藥的迅速吸收,而且吸收后的藥物直接進(jìn)入血液循環(huán),不受肝臟首過(guò)效應(yīng)影響。
    呼吸道上皮細(xì)胞為類脂膜,藥物從呼吸道吸收主要為被動(dòng)擴(kuò)散過(guò)程。藥物的脂溶性、油水分配系數(shù)和分子量大小影響藥物吸收。脂溶性藥物易吸收、水溶性藥物吸收較慢;分子量小于1000的藥物吸收快,大分子藥物吸收相對(duì)較慢。
    氣霧劑或吸入劑給藥時(shí),藥物粒子大小影響藥物到達(dá)的部位,大于10μm的粒子沉積于氣管中,2~10μm的粒子到達(dá)支氣管與細(xì)支氣管,2~3μm的粒子可到達(dá)肺部,
    (三)鼻黏膜吸收
    鼻黏膜給藥被認(rèn)為是較理想的取代注射給藥的全身給藥途徑。其優(yōu)點(diǎn)有:①鼻黏膜內(nèi)的豐富血管和鼻黏膜的高度滲透性有利于全身吸收;②可避開(kāi)肝臟的首過(guò)作用、消化酶的代謝和藥物在胃腸液中的降解;③吸收程度和速度有時(shí)可與靜脈注射相當(dāng);④鼻腔內(nèi)給藥方便易行。
    (四)口腔黏膜吸收
    流經(jīng)口腔黏膜的血液經(jīng)舌靜脈、面靜脈和后腭靜脈進(jìn)入頸內(nèi)靜脈,可繞過(guò)肝臟的首過(guò)作用。
    口腔黏膜作為全身用藥途徑主要指頰黏膜吸收和舌下黏膜吸收。舌下黏膜滲透能力強(qiáng),藥物吸收迅速,給藥方便,許多口服首過(guò)作用強(qiáng)或在胃腸道中易隆解的藥物,舌下給藥生物利用度顯著提高。
    頰黏膜給藥近年來(lái)受到重視,主要原因在于能夠避免肝臟的首過(guò)效應(yīng),有利于多肽、蛋白質(zhì)類藥物吸收,有利于控釋制劑釋放。
    藥物通過(guò)口腔黏膜吸收大多屬于被動(dòng)擴(kuò)散,親脂性藥物由于分配系數(shù)大,膜滲透系數(shù)較高,吸收速度較快。親水性藥物由于分配系數(shù)小,很難透過(guò)細(xì)胞脂質(zhì)屏障,大多數(shù)弱酸和弱堿類藥物的口腔黏膜吸收與其分配系數(shù)成正比,遵循pH-分配學(xué)說(shuō)。
    (五)陰道黏膜吸收
    藥物通過(guò)陰道黏膜以被動(dòng)擴(kuò)散透過(guò)細(xì)胞膜的脂質(zhì)通道為主。