(一)药物的解离度和体液的酸碱度
绝大多数药物属于弱酸性或弱碱性有机化合物,在体液中均不同程度地解离。分子型(非解离型,unionized form)药物疏水而亲脂,易通过细胞膜;离子型(ionized form)药物极性高,不易通过细胞膜脂质层,这种现象称为离子障(ion trapping)。药物解离程度取决于体液 pH 和药物解离常数(Ka)。
解离常数的负对数值为 pKa,表示药物的解离度,是指药物解离 50% 时所在体液的 pH。各药都有固定的 pKa,依据 Henderson-Hasselbalch 公式计算而得:

上述公式也提示,改变体液 pH 可明显影响弱酸或弱碱性药物的解离程度。药物的解离程度在pH 变化较大的体液内对药物跨膜转运的影响更为重要。胃液 pH 变化范围为 1.5~7.0,尿液为 5.5~8.0。如此大的 pH 变化范围对那些脂溶性适中的药物可能产生显著的临床意义。如苯巴比妥的清除在碱性尿内比在酸性尿内快 7 倍。抗高血压药美卡拉明为弱碱性,在酸性尿内的清除速率约为碱性尿的 80 倍。
(二)药物浓度差以及细胞膜通透性、面积和厚度
药物以简单扩散方式通过细胞膜时,除了受药物解离度和体液 pH 影响外,药物分子跨膜转运的速率(单位时间通过的药物分子数)还与膜两侧药物浓度差(C1-C2)、膜面积、膜通透系数(permeability coefficient)和膜厚度等因素有关。膜表面大的器官,如肺、小肠,药物通过其细胞膜脂质层的速度远比膜表面小的器官(如胃)快。这些因素的综合影响符合 Fick 定律(Fick law):
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(三)血流量
血流量的改变可影响细胞膜两侧药物浓度差,药物被血流带走的速度影响膜一侧的药物浓度,血流量丰富、流速快时,不含药物的血液能迅速取代含有较高药物浓度的血液,从而得以维持很大的浓度差,使药物跨膜速率增高。
(四)细胞膜转运体的量和功能
营养状况和蛋白质的摄入影响细胞膜转运体的数量,从而影响药物的跨膜转运。转运体的功能受基因型控制,如多药耐药基因(multidrug resistance gene)是编码P糖蛋白的基因,其基因多态性引起的不同基因型具有编码不同 P 糖蛋白的功能,从而影响药物的跨膜转运。

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