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跨膜的物理学

每一种途径之下都藏着一条安静的规则:只有药物不带电、亲脂的形式才能滑过膜。掌握 pH 分配的概念,吸收终于讲得通了。

大多数药物是滑过去的,而非被搬运

细胞膜是一层薄薄的脂肪片。大多数药物跨越它的主要方式是被动扩散:分子从拥挤处(高浓度,如肠道中)漂向稀疏处(血液),不需要能量也不需要帮手。驱动力仅仅是膜两侧的浓度差。

由于屏障是脂质,药物只有自身有些亲脂——即其亲脂性——才容易跨越。油性、不带电的分子溶入膜中并通过;亲水、带电的分子则被排斥而留在原处。少数与天然营养素相似的药物改而搭乘载体介导转运蛋白的便车,但被动扩散支配着绝大多数情况。

pH 分配规则

精彩的部分来了。大多数药物是弱酸或弱碱,意味着它们在两种形式间切换:不带电形式(脂溶性,能跨膜)和电离的带电形式(水溶性,被困住)。哪种形式占主导取决于周围的 pH。这种依赖性就是电离,而将它与吸收联系起来的规则就是 pH 分配假说

简单版本:药物在其电离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带电,因此可以在那里开始吸收。弱碱则在较碱性的环境(如小肠)中翻转为不带电形式。可作口诀:*酸喜酸,碱喜碱*——各自在匹配的 pH 下不电离,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.
为何同一分子在一个区室中可被吸收,在另一区室中却被困住。