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跨膜的物理學

每一種途徑之下都藏著一條安靜的規則:只有藥物不帶電、親脂的形式才能滑過膜。掌握 pH 分配的概念,吸收終於講得通了。

大多數藥物是滑過去的,而非被搬運

細胞膜是一層薄薄的脂肪片。大多數藥物跨越它的主要方式是被動擴散:分子從擁擠處(高濃度,如腸道中)漂向稀疏處(血液),不需要能量也不需要幫手。驅動力僅僅是膜兩側的濃度差。

由於屏障是脂質,藥物只有自身有些親脂——即其親脂性——才容易跨越。油性、不帶電的分子溶入膜中並通過;親水、帶電的分子則被排斥而留在原處。少數與天然營養素相似的藥物改而搭乘載體介導轉運蛋白的便車,但被動擴散支配著絕大多數情況。

pH 分配規則

精彩的部分來了。大多數藥物是弱酸或弱鹼,意味著它們在兩種形式間切換:不帶電形式(脂溶性,能跨膜)和電離的帶電形式(水溶性,被困住)。哪種形式佔主導取決於周圍的 pH。這種依賴性就是電離,而將它與吸收聯繫起來的規則就是 pH 分配假說

簡單版本:藥物在其電離程度最低的地方吸收最佳。弱酸(如阿司匹林)在酸性的胃中大多保持不帶電,因此可以在那裡開始吸收。弱鹼則在較鹼性的環境(如小腸)中翻轉為不帶電形式。可作口訣:*酸喜酸,鹼喜鹼*——各自在匹配的 pH 下不電離,因而可被吸收。

Weak ACID in the stomach (pH ~ 2):
   HA  <-->  H+  +  A-
   acidic surroundings push this LEFT
   -> mostly HA (uncharged, fat-soluble) -> ABSORBED

Weak BASE in the small intestine (pH ~ 6-7):
   BH+  <-->  H+  +  B
   less acidic surroundings push this RIGHT
   -> mostly B (uncharged, fat-soluble) -> ABSORBED

Flip the pH and the drug becomes charged = trapped on that side.
為何同一分子在一個區室中可被吸收,在另一區室中卻被困住。