药物在体内的转运和代谢转化
药物的转化概念
药物的转化概念药物的转化概念指的是药物在体内经历的一系列转化过程，包括吸收、分布、代谢和排泄。
这些转化过程对药物的药效、药物代谢动力学和药物副作用具有重要影响。
一、吸收转化吸收转化是指药物通过不同途径进入体内后，从给药部位到达血液循环的过程。
根据给药途径的不同，吸收转化可分为口服、经皮、肌肉注射、静脉注射等。
对于口服给药而言，药物需要被胃肠道吸收，而经过胃肠道吸收的药物需要经过首过效应，即经过肝脏的“第一次通行”，部分药物被肝脏代谢，导致其生物利用度降低。
二、分布转化分布转化指的是药物在血液循环中的分布过程。
药物通过血液输送到达不同组织或器官，并在组织或器官中发挥作用。
药物的分布受到多种因素的影响，包括药物的脂溶性、蛋白结合率、组织灌注情况等。
此外，药物在组织间的平衡是一个动态过程，药物在不同组织间的分布可能会发生转化。
三、代谢转化代谢转化是药物在体内被生物转化为代谢产物的过程。
药物的代谢通常发生在肝脏中的细胞器，主要是细胞质内涉及到细胞色素P450酶系统的氧化代谢作用。
药物在代谢过程中往往发生结构的改变，通过代谢转化后的药物可能具有不同的活性、药效，甚至是有毒作用。
代谢转化既可以使药物的作用增强，也可以使药物的作用减弱。
四、排泄转化排泄转化是指药物从体内被排出的过程，主要通过尿液、粪便、呼吸和乳汁等途径。
主要的排泄器官是肾脏，通过肾脏的滤过、分泌和重吸收等过程来使药物从体内排出。
此外，肝脏和肺也具有一定的排泄能力。
药物的转化过程不仅影响药物的药效和药物代谢动力学，还与药物的安全性息息相关。
例如，药物在代谢转化过程中产生的代谢产物可能对机体具有毒性，导致药物不良反应。
药物在肾脏排泄过程中，如果发生肾功能受损，可能会导致药物在体内积聚，引发药物的毒性作用。
因此，对于特定个体来说，药物的转化速率可能会有所不同，这也是造成个体差异的一个原因。
除了上述的转化过程之外，药物还可能经历其他一些变化，如在体外和体内被酶催化分解、与体内其他物质发生反应等，这些变化也会对药物的药效产生影响。
药物的体内过程
药物的体内过程
药物在体内的吸收、分布及排泄过程称为药物转运；代谢变化的过程称为生物转化；代谢和排泄合称为消除。
（一）吸收
吸收指药物从用药部位进入血液循环的过程。
除直接静脉注射外，一般的给药途径都存在吸收过程。
影响药物吸收的因素主要有药物的理化性质、首过效应、吸收环境和药物的剂型等。
首过效应又称第一关卡效应。
口服药物在胃肠道吸收后，经门静脉到肝脏，有些药物在通过肠黏膜及肝脏时极易代谢灭活，在第一次通过肝脏时，即有一部分被破坏，使进入血液循环的有效药量减少，药效降低，这种现象称为首过效应。
（二）分布
分布指药物从血液转运到各组织器官的过程。
影响药物在体内分布的因素很多，包括药物与血浆蛋白的结合率、各器官的血流量、药物与组织的亲和力、血- 脑脊液屏障以及体液pH 和药物的理化性质等。
（三）生物转化
生物转化也称药物代谢，指药物在体内发生的化学变化。
大多数药物主要在肝脏经药物代谢酶（简称药酶）催化，部分药物亦可在其他组织被有关酶催化，发生化学变化；多数药物经生物转化后失去其药理活性，这称为灭活；少数药物由无活性药物转化为有活性药物或者由活性弱的药物变为活性强的药物，这称为活化。
某些水溶性药物可在体内不转化，以原形从肾排出。
但大多数脂溶性药物在体内则是转化成为水溶性高的或解离型代谢物，使肾小管对它们的重吸收率降低，以便迅速从肾脏排出。
转化的最终目的是有利于药物排出体外。
（四）排泄
药物以原形或代谢产物的形式通过不同途径排出体外的过程称为排泄。
挥发性药物及气体可从呼吸道排出，非挥发性药物则主要由肾脏排出。
简述药物在生物体内代谢过程
简述药物在生物体内代谢过程
药物在生物体内代谢过程是指药物在体内被分解，转化和排出的过程。
药物代谢的主要目的是使药物更容易被排出体外，以避免其对人体产生不良影响。
以下是药物在生物体内代谢过程的简单概述：1. 吸收：药物经过口服、注射或其他途径进入人体后，吸收到血液循环中。
2. 分布：药物通过血液运输到各个器官和组织，与细胞内的受体结合形成复合物，并发挥生物学作用。
3. 代谢：药物在肝脏细胞内被分解，通过细胞内的代谢酶系统进行代谢转化。
大多数药物的代谢产物比母体药物更易于排出。
4. 排泄：代谢后的药物通过肾脏、肠道、肺等器官排出体外，药物及其代谢物在体内的浓度逐渐下降。
药物代谢是一个复杂的生物学过程，受到各种因素的影响，例如个体差异、性别、年龄、基因、环境等等。
药物代谢异常可能导致药物在体内累积，影响生物学效应或产生毒副作用。
因此，对于药物的代谢过程进行深入研究和了解，有助于指导临床用药和药物开发的研究工作。
药物在体内的代谢过程
药物在体内的代谢过程一般分为两个阶段：
一、药物的吸收
药物从给药部位进入血液循环的过程称为药物的吸收。
药物的吸收方式主要有两种：
1.消化道吸收：药物通过口服或直肠给药，经过胃肠道黏膜吸收进
入血液循环。
这是最常见的药物吸收方式。
2.非消化道吸收：药物通过注射（如静脉注射、肌肉注射、皮下注
射）、皮肤贴剂、气雾剂等方式直接进入血液循环，避开了消化道的吸收过程。
二、药物的代谢
药物进入血液循环后，会通过肝脏和其他器官的代谢酶进行代谢转化，这个过程称为药物的代谢。
药物代谢的主要目的是将药物转化为更容易排泄出体外的形式，以减少药物在体内的停留时间和毒性。
药物代谢的主要途径包括：
1.氧化代谢：药物在肝脏细胞内通过氧化酶的作用，将药物分子中
的官能团（如羟基、氨基等）氧化为更极性的化合物，使其更容易排泄。
2.还原代谢：药物在肝脏细胞内通过还原酶的作用，将药物分子中
的官能团（如羰基、硝基等）还原为更极性的化合物，使其更容易排泄。
3.水解代谢：药物在肝脏细胞内通过水解酶的作用，将药物分子中
的酯键、酰胺键等水解为更极性的化合物，使其更容易排泄。
4.结合代谢：药物在肝脏细胞内通过转移酶的作用，将药物分子与
体内的内源性物质（如葡萄糖醛酸、硫酸盐、谷胱甘肽等）结合，形成极性更大的复合物，使其更容易排泄。
药物代谢的产物通常比原始药物更极性，更容易通过肾脏或胆道排泄出体外。
药物代谢的速度和方式可以受到多种因素的影响，如药物的结构、给药途径、剂量、个体差异等。
需要注意的是，有些药物代谢产物可能具有活性，甚至比原始药物更强的活性，这可能导致药物的药效延长或产生不良反应。
药物全身代谢和清除
药物全身代谢和清除药物的全身代谢和清除是指药物在体内经过一系列化学反应，被转化成代谢物，并最终通过排泄或者代谢清除出体外。
药物代谢是指药物在体内经过一系列化学反应，被转化为代谢物的过程。
主要发生在肝脏和肾脏中，也可发生在其他器官如肺、肠道等。
药物代谢的主要目的是使药物变得更加水溶性，以便更容易被排除出体外。
药物代谢也可以使药物转化为活性代谢物，增强或减弱药物的疗效。
药物的代谢主要通过两种途径进行：相位Ⅰ代谢和相位Ⅱ代谢。
相位Ⅰ代谢通常涉及氧化、还原、水解等反应，使药物形成更极性的代谢物。
相位Ⅱ代谢主要通过与内源性物质如葡萄糖醛酸、硫酸等发生反应，使药物形成更易溶解于水的代谢物。
相位Ⅰ代谢通常是药物代谢的第一步，而相位Ⅱ代谢是进一步增加药物溶解度和水溶性的重要步骤。
药物的代谢可以受到多种因素的影响，如个体差异、年龄、性别、遗传因素、药物相互作用等。
个体差异是指不同个体在药物代谢方面的差异，主要由遗传和环境因素决定。
遗传因素可以影响药物的代谢酶的活性和表达水平，从而影响药物的代谢速度。
环境因素如饮食、药物相互作用等也可以影响药物的代谢。
年龄和性别也可以影响药物的代谢，儿童和老年人的药物代谢能力较差，女性相对男性来说药物代谢速度较慢。
药物的清除主要通过肝脏和肾脏进行。
肝脏是药物代谢的主要器官，代谢过程中形成的代谢物大部分会通过胆汁排泄到肠道，少部分会通过尿液排泄。
肾脏通过肾小球滤过和肾小管分泌与重吸收的方式清除药物及其代谢物。
药物的分子大小、极性、蛋白结合率等因素会影响药物在肾脏中的清除速度。
其他器官如肺、肠道等也可以参与药物的清除，但其贡献相对较小。
药物代谢和清除的速度可以通过药物的半衰期来衡量。
药物的半衰期是指药物在体内降解为一半的时间。
半衰期越短，药物越容易被机体清除，反之越难。
药物的半衰期受到吸收、分布和代谢的影响。
总的来说，药物的全身代谢和清除是一个复杂的过程，涉及到众多的因素。
了解药物的代谢和清除对药物的疗效和安全性具有重要意义，可以指导临床用药的选择和剂量的调整，以确保药物在体内的稳态浓度达到疗效所需水平。
药物代谢途径与药效关系深入解析
药物代谢途径与药效关系深入解析药物代谢途径是指药物在人体内经过化学反应而发生转化的过程。
药物的代谢可以分为两个主要步骤：药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄。
药物代谢途径的了解对于合理用药、药物的剂量调整以及预防不良反应等方面都具有重要意义。
本文将深入解析药物代谢途径与药效之间的关系，以帮助读者更好地理解药物代谢过程及其对药效的影响。
药物代谢途径通常可以分为两类：化学反应和转运作用。
化学反应是指药物在体内通过化学转化产生代谢产物的过程，主要包括氧化、还原、羟基化、脱酰基化等反应。
转运作用是指药物通过转运蛋白在体内进行转运和排泄的过程，主要包括活性转运、被动转运和分泌转运等。
药物代谢途径对药效的影响主要体现在以下几个方面：1. 药物代谢途径与药物活性的关系：药物代谢途径可以改变药物的活性。
例如，药物经过氧化反应生成活性代谢产物，这些活性代谢产物可能具有更强的药效。
另一方面，药物也可能经过还原等反应生成较为不活性的代谢产物，从而降低药物的药效。
因此，了解药物的代谢途径有助于理解药物的活性及其变化规律，从而为合理用药提供依据。
2. 药物代谢途径与药物副作用的关系：药物代谢途径对药物的毒理学和不良反应具有重要影响。
一些药物在体内经过代谢途径转化为具有毒性或不良反应的代谢产物。
这些代谢产物可能对人体产生不良影响，引发药物的毒性反应。
因此，在药物研发和临床应用中，对药物的代谢途径进行评估和监测是至关重要的。
3. 药物代谢途径与药物耐药性的关系：药物代谢途径的变化可能导致药物对某些疾病的治疗效果降低或产生耐药性。
一些药物在体内经过一系列代谢反应后被转化为更容易被排泄的代谢产物，降低了药物在体内的有效浓度，从而减弱了其治疗效果。
另外，一些药物可能通过改变药物的代谢途径，使其代谢速率加快，导致药物浓度降低，从而出现耐药性。
4. 药物代谢途径与药物相互作用的关系：药物代谢途径可能会被其他药物影响，从而产生药物相互作用。
药物转运及转运体
（一）被动转运(passive transport)
指药物由浓度高旳一侧向浓度低旳一侧进行跨膜转运
特点：①不需要载体 ②不消耗能量 ③转运时无饱和现象 ④不同药物同步转运时无竞争性克制现象 ⑤当膜两侧浓度到达平衡时转运即保持在动态稳定水平
被动转运旳方式：
（一）简朴扩散（simple diffusion） （二）滤过 （三）易化扩散（passive diffusion）
（三）膜动转运
1.胞饮（pinocytosis） 2.胞吐（exocytosis）
二、药物转运体
转运(Transport):涉及药物吸收、分布与排泄等过程。
当药物代谢对药物体内过程影响较小 时，转运成为药动学特征旳主要原因。 药物转运多是药物旳透膜位移过程。
药物反应旳个体差别
基因多态性
药物代谢酶
ABC转运体
MRD1/P-gp
多药耐药基因/P-糖蛋白
A
U
BSEP
胆盐分泌蛋白
A
H
MDR3
多药耐药基因/P-糖蛋白
A
H
ABCA1
A
H, Si, Mo
MRP1
多药耐药有关蛋白1
BL
U
MRP2
多药耐药有关蛋白2
A
H, Si, K
MRP3
多药耐药有关蛋白3
BL
H, CH
MRP4
多药耐药有关蛋白4
A
K
MRP5
简朴扩 散
膜孔滤过
载体转运
外
内
影响跨膜转运旳药物理化性质：
（1）分子量 （2）溶解性 指药物具有旳脂溶性和水溶性。 （3）解离性
离子障（ion trapping） 是指非离子型药物能够自由穿透，离子型药物被限制在膜旳一侧
药理学药物的体内过程
DH为还原药物；DHO为药物代谢产物
该酶的特性：
①专一性低，药物间有竞争性；
②个体差异大；
③酶活性有限；
④其活性一手药物的诱导或抑制
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细胞色素P450编在辑药ppt 物氧化中的循环
14
① 药酶诱导剂：能增强P450酶系统活性或增加药
酶生成的药物编辑ppt15药酶抑制剂：能抑制药酶活性或减少要药酶成的
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2
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3
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4
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5
药物的跨膜转运方式
整个体内过程都涉及药物体内跨膜转运 大多数药物体内转运过程属于被动转运（脂溶扩散） 分子量小、非解离型、脂溶性大、极性小的物质易被被动转运
过程一：吸收
吸收（Absorption）：药物从给药部位经过细胞屏障膜进入血
液循环的过程称为吸收
物质
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过程三：生物转化
非微粒体酶：存在于胃肠道上皮、肾肺血浆。甚至回肠、
结肠的具有转化功能的厌氧菌（统称非微粒体酶）
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过程四：排泄
排泄：指药物原型及其代谢物从排泄器官排泄的过程
排泄方式：
一．肾脏排泄： ① 肾小球滤过：主要排泄是小分子物质及未与血浆蛋白结合的药物
② 肾小管再吸收：主要排泄脂溶性高、极性低及非离子型药物
药物的体内过程
2013级生物技术 1324410011 刘静
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1
药物自进入机体至离开可分为以下4个过程 一、吸收-------转运 二、分布-------转运 三、生物代谢转化
四、排泄-------转运 也简称ADME系统即Absorption、 Distribution、Metabolism、Excretion
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3. 药物代谢酶：
是指催化药物在体内代谢转化的酶系。
细胞定位： ➢ 主要是在肝细胞微粒体 ➢ 其次是在细胞的可溶性部分 ➢ 少数是在线粒体进行
生物转化的意义
➢生物转化可对体内的大部分非营养物质进行代 谢转化，使其生物学活性降低或丧失(灭活)， 或使有毒物质的毒性减低或消除(解毒)。
➢通过生物转化作用可增加这些非营养物质的水 溶性和极性，从而易于从胆汁或尿液中排出。
CH3CONH
OC2H5 ［O］［CH3CONH
OC2CH2OH ］
非那西丁
－CH3CHO CH3CONH
OH
S-脱烃基: 是将硫烃基转化为巯基和醛
R－S－CH3 ［O］ RSCH2 OH
RSH + HCHO
3）脱氨基
这种脱氨基与氨基酸氧化酶或胺氧化酶的脱
氨基方式不同，它主要作用于不被胺氧化酶作用 的胺类。
2. 还原反应
（1）醛酮还原酶： 功能： 能催化酮基或醛基还原为醇。
存在部位： 细胞可溶性部分
催化的反应：
CCl3CHO
醛酮还原酶
CCl3CH2OH
NADPH＋H NADP＋
三氯乙醛
三氯乙醇
（2）偶氮或硝基化合物还原酶： 存在于肝微粒体 偶氮还原酶类：
还原产物：相应的苯胺类
NADP
NN
H2N
NH2 NN
2. 硫酸盐结合
含硫氨基酸分解可产生硫酸根，半胱氨酸是主要来源
SO42- + ATP
AMP - SO3- (腺苷-5`-磷酸硫酸)
+ ATP
3 ' -PO3H2—AMP—SO3(3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸，PAPS)
腺嘌呤 HO
O CH2 O P O
OH
OPO3H2
SO3- PAPS的结构
PAPS带有活性硫酸根， 是体内硫酸基的供体
微粒体
CH3CHO
NADPH+H++O2
NADP++ 2 H2O
醛氧化酶： 催化醛类生成酸
胞液中
RCHO + NAD+ + H2O
RCOOH + NADH + H+
醛氧化酶催化H2O脱氢，将O 从H2O 转移到底物
乙醇氧化成乙醛，乙醛是有毒的，必须通过醛氧 化酶进一步氧化成乙酸。30～40%的人群中活性醛氧 化酶非常低。
生物转化的对象 objects of biotransformation
➢ 非营养物质: 既不作为构建组织细胞的
成分，又不作为能源物质。
内源性：如激素、神经递质、胺类等
非营养物质 endogenetic：hormones、amines etc.
nonnutritive substances
外源性：如食品添加剂、药物、毒物等
extraneous：drugs、toxicant etc.
2. 药物代谢转化的部位：
the main site of biotransformation
➢ 肝是生物转化的主要器官； ➢ 肾、肺、胃、肠粘膜和胎盘也有一定生
物转化功能 。
Liver is the main organ for biotransformation, lung、kidney、gastrointestinal tract and skin have the function of biotransformation to some extent.
葡萄糖醛酸转移酶不能催化逆反应。
* 催化酶： 葡萄糖醛酸基转移酶
(UDP-glucuronyl transferases, UGT)
举例：
苯酚
+ UDPGA
OH
UGT
HOOC
HC H
C OH
OH C H
O O
C H
H C
OH
苯 -β-葡萄糖醛酸苷
+ UDP
一般来说，酚羟基比醇羟基易于葡萄糖醛酸结合。
［ CH2 CH CH2 ［O］
NH2
］ CH2 C(OH) CH2
NH2
－NH3
CH2 CO CH2
另：
4）S-氧化 5）N-氧化和羟化 6）脱硫代氧
（2）微粒体药物氧化酶作用机制
微粒体依赖P450的加单氧酶系：其中最重要的
是依赖P450的加单氧酶(monooxygenase) 存在部位：微粒体内(滑面内质网) 组 成：Cyt P450，NADPH+H+，
结合反应一般是使药物毒性或活性降低和极 性增加而易于排出。所以它是真正的解毒反应。
结合反应的对象：
凡含有羟基、羧基或氨基的药物、毒物或激素 均可发生结合反应
结合剂： 强极性水溶性物质，如葡萄糖醛酸、硫酸、 谷胱甘肽、甘氨酸、乙酰基等物质或基团， 此外还有甲基。
1. 葡萄糖醛酸结合 葡萄糖醛酸结合反应——最多见的结合反应
葡萄糖醛酸 转移酶
（微粒体）
UDPGA
专一性低
COOH
H
OH
H
OH H
OH
O
H OH
＋ UDP
OR OCOR HNR SR
许多药物如吗啡、可待因、樟脑、大黄蒽醌衍生物、类 固醇（甾族化合物）、甲状腺素、胆红素等在体内可与葡萄 糖醛酸结合。
它们主要是通过醇或酚羟基和羧基的氧、胺类的氮、含 硫化合物的硫与葡萄糖醛酸的第一位碳结合成苷。
NADPH-细胞色素 P450还原酶 催化的基本反应：
RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP++H2O
※ 基本特点：能直接激活氧分子，其中一个 氧原子加入底物分子中，另一氧原子被还原为 水，故又称为混合功能氧化酶。
依赖P450的加单氧酶
（3）其它氧化酶系 1）单胺氧化酶 存在于线粒体，是催化胺类氧化为醛及氨， 但芳香环上氨基则不被作用。
RCH2NH2 ［O］ RCH＝NH H2O RCHO + NH3
2）醇和醛氧化酶 存在于胞质和线粒体
醇氧化酶： 催化醇类氧化成醛
乙醇脱氢酶（组成型）
CH3CH2OH
乙醇
NAD+
线粒体
CH3CHO NADH+H+
产生 ATP
CH3COOH
另：
乙醇-P450加单氧酶（诱导型）
TAC
CH3CH2OH
（一）药物代谢第一相反应（非结合反应）
1. 氧化反应类型、酶系和作用机制 氧化反应——最多见的生物转化反应
（1）微粒体药物氧化酶系催化的反应类型
有下列几种：
1）羟化 2）脱烃基 3）脱氨基 4）S-氧化 5）N-氧化和羟化 6）脱硫代氧
1）羟化
可分为芳香族环上和侧链烃基的羟化， 以及脂肪族烃链的羟化。
剂 ）） ） 片 ）
）
）
（ 静 注 ）
组织
尿 中
（（
排
粪
肌透
泄
中
肉皮
排
、）
泄
皮
下
注
射
）
二、药物代谢转化概述
1. 药物代谢转化的概念：
药物的代谢转化，又称为药物的生物转化，
它是指体内正常不应有的外来有机化合物包括
药物或毒物在体内进行的代谢转化。
药物
转化
药物 不经转化
毒性 变小或不变或变大 药理活性变小或不变或变大 水溶性变大 或变小 易于排泄
［O］ 苯
H O
H
OH
酚
CH2CONH
乙酰苯胺
［O］
CH2CONH
OH
乙酰氨基酚
CH3
甲基胆蒽
［O］
CH3 OH
致癌物
2）脱烃基 可分为N-脱烃基、O-脱烃基、S-脱烃基
N-脱烃基: 是将仲胺或叔胺脱烃基生成伯胺和醛
RNHCH3 ［O］ RNHCH2 OH
RNH2 + HCHO
O-脱烃基: 是将醚或酯类脱烃基生成酚和醛
* 催化酶： 硫酸转移酶 (sulfate transferase ) * 硫酸供体：
3‘-磷酸腺苷5’-磷酸硫酸 （ PAPS）
硫酸盐 ＋
硫酸转移酶
含羟基（酚、醇） 芳香族胺类的氨基
含硫酸酯结合物
HO
雌酮
O
O
＋PAPS
HO3SO
+ PAP
雌酮硫酸酯
3. 乙酰化结合
乙酰化酶系存在于肝和肾可溶性部分和线粒体。
HO CH2
H H
OH
2NAD+
2NADH +2H+
OH
OH H
H
O UDP
OH
UDPG dehydrogenase
COOH
H H
OH
OH
OH H
H
O UDP
OH
UDPG
UDPGA
（尿苷二磷酸葡萄糖醛酸）
结合反应的活性形式
COOH
H
OH
H
OHR ＋ HOCOR
OH H
OH
O UDP
H OH
HHNR HRS
以原形药直接排出
生物转化的概念
definition of biotransformation
机体对内、外源性的非营养物质进行代谢转 变，使其水溶性提高，极性增强，易于通过胆汁 或尿液排出体外的过程称为生物转化 (biotransformation)。
The process of the chemical alteration of some nonnutritive substances by metabolic reaction in vivo.