第一節藥物的化學結構與藥效的關係
一、藥物理化性質
【考點】藥物的溶解度、分配係數、解離度和官能團對藥效的影響
1.藥物的溶解度、分配係數對藥效的影響藥物要到達受體部位,首先必須能溶解在體液內並被轉運通過多種生物膜。因此藥物必須具有一定的脂溶性和水溶性,即藥物的脂溶性和水溶性要有一定的平衡。通常用脂水分配係數(P)表示這個平衡。
P=C0/CW,C0表示藥物在非水相中的濃度,CW表示藥物在水相中的濃度。
脂水分配係數(P)表示化合物在脂相和水相中充分混合,達到平衡時分子濃度的比值。P>1,表示化合物脂溶性大;P<1,表示化合物水溶性大。脂水分配係數(P)也常用lgP表示。
藥物化學結構改變對脂水分配係數影響較大,引入親脂性的烴基、鹵原子、硫醚鍵等使分子的脂溶性增加;引入親水性的羧基、磺酸基、羥基、氨基、腈基等使分子的親水性增加。
作用於中樞神經係統的藥物,需通過血腦屏障,應具有相對較大的脂溶性。例如全身麻醉藥中的吸入麻醉藥,麻醉作用與lgP相關,lgP在一定範圍內越大,麻醉作用越強。巴比妥類藥物,lgP在0.5~2.0之間作用最好。因此,適度的親脂性(lgP在一定範圍內)有最佳藥效。
2.藥物的解離度對藥效的影響臨床上使用的多數藥物為弱酸或弱堿,解離度與藥物的解離常數(pKa)及介質的pH有關係,在體液(pH7.4)中,以離子型(解離形式)和分子型(未解離形式)同時存在。例如下表列出巴比妥類藥物在體液(pH7.4)中分子型(未解離形式)的百分率。
巴比妥酸和苯巴比妥酸為強酸,在體液(pH7.4)中,幾乎百分之百解離,不能透過血腦屏障,所以無活性。苯巴比妥、海索比妥等巴比妥類藥物為弱酸,在體液(pH7.4)中,有近50%或更多以分子型存在,能透過血腦屏障,到達中樞,因此具有活性。海索比妥有近90%以分子型存在,透膜快所以顯效最快。
藥物以未解離的分子型透過生物膜,在膜內的水介質中解離成離子型,以離子型與受體結合,產生藥理作用。因此藥物應有適宜的解離度。
口服藥物需通過胃腸道吸收,介質的pH影響藥物的解離度,對藥物的吸收分布有影響。弱酸性藥物例如阿司匹林,在pH1.4的胃液中解離度小,主要以分子型存在,易透過胃黏膜被吸收。弱堿性藥物例如麻黃堿,在胃液中主要以離子型存在,不易被吸收。而在堿性的腸液中(pH8.4),解離度小易被吸收。季銨鹽類和磺酸類極性大,脂溶性低,在胃腸道吸收不完全,更不易透過血腦屏障。