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。