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药物的吸收、分布和排泄都涉及跨膜转运.生物膜是细胞膜和细胞内各种细胞器膜的总称.生物膜的结构为流动的脂质双分子层,镶嵌有蛋白质,呈流动镶嵌模型.一些脂溶性的药物,借助膜两侧的浓度差,由一侧向另一侧转运;蛋白质为物质转运的载体(通道)、酶、受体等,担负着物质转运和信息传递;此外,生物膜中还存在一些孔道,使一些小分子化合物如水、尿素通过.

药物从生物膜的一侧转运到膜的另一侧,称为药物的跨膜转运.根据耗能与否,分为被动转运(passive transport)和主动转运(active transport).

(一)被动转运

1.简单扩散药物利用生物膜的脂溶性,进行顺浓度差的跨膜转运.这种转运不消耗能量,其转运速率与药物浓度差、油水分布参数成正比.这种转运的特点是:顺浓度梯度转运,对药物无选择性,对药物通过量无饱和现象,无竞争抑制等.药物的脂溶性大小往往取决于离子化程度.大多数药物为有机酸或有机碱等,只有非离子化的药物才能跨膜转运.膜两侧pH值的大小和药物的pKa决定药物的离子化程度,决定药物的转运方向.

有机弱酸或有机弱碱性药物,通过生物膜的速度取决于药物的pKa、周围环境pH及解离型与非解离型的比例.三者的关系

2.孔道转运生物膜上有水通道和蛋白分子通道,包括水和一些蛋白质等,经过通道进行转运.分子量小,直径小于膜孔的水溶性药物借助膜两侧的流体静压和渗透压差,通过细胞膜亲水通道,进行物质转运,如水、乙醇、尿素等.

(二)载体转运

载体转运(carrier transport)是指药物与细胞膜上的载体结合后,才能转运到膜的另一侧的跨膜转、运.包括主动转运和易化扩散.

(1)主动转运(active transport) 药物不依赖于膜两侧的浓度差的跨膜转运,药物由浓度低的一侧向高的一侧转运,成为逆浓度转运.此种转运依赖机体提供能量和载体的转运系统,进行物质转运.其特点是:需要载体,对药物有选择性;这种转运要消耗能量;载体转运能力是一定的,当载体转运能力达到最大时有饱和现象;不同药物被同一载体同时转运,存在着竞争性抑制.在肠、肾小管、脉络丛等上皮细胞上都有主动转运过程.如在肾小管存在对有机酸(如13一内酰胺类抗生素)、有机碱(如吗啡)等特殊的转运机制;在脉络丛和脑毛细血管内皮细胞也存在主动转运机制,如有机酸转运系统、P一糖蛋白转运机制.

(2)易化扩散(facilitated diffusion) 易化扩散是借助于膜内特殊载体(通透酶)的一种转运方式,又称载体转运.载体可被饱和,存在类似物间竞争性,但不需要能量.例如葡萄糖进入红细胞,甲氨蝶呤进入白细胞,胆碱进入神经末梢等.

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