肾排泄机制
肾脏是清除的主要器官。血液净化过程由三种生理机制组成:
- 肾小球滤过(filtratio glomerularis)。在血液静水压的作用下发生于肾小球中。毛细血管内皮和足细胞形成选择性屏障,阻止带负电荷或直径大于8 nm的分子通过。重要细节:与血浆大分子(白蛋白)结合的药物无法通过该屏障,其排泄速度会减慢。
- 主动肾小管分泌(secretio activa)。在近曲小管中逆浓度梯度消耗ATP进行。此处存在针对有机酸(青霉素、呋塞米)和有机碱(吗啡)的转运系统。与肾小球滤过不同,该机制能够清除与血浆蛋白紧密结合的物质:随着游离部分被排入小管腔,平衡发生移动,蛋白复合物随之解离。转运体容量有限,因此药物会竞争这些转运体。
- 肾小管重吸收(reabsorptio tubularis)。远曲小管中的被动逆向重吸收。亲水性(非极性)分子易于扩散回血液,而亲水性(电离)分子无法穿过膜并随尿液排出。
尿液pH值的影响与“离子陷阱”
弱酸和弱碱的电离度直接取决于环境的酸碱度。如果物质转化为电离形式,它就会变成亲水性,停止重吸收并被排泄。
该原则在临床实践中用于在中毒时强迫利尿:
- 弱酸(巴比妥类药物、乙酰水杨酸)在酸性环境中不易被清除。为了加速其排泄,可通过静脉注射碳酸氢钠来碱化尿液(提高pH值)。
- 弱碱(生物碱,如奎宁或尼古丁)在碱性反应时会滞留在体内。为了加速其消除,可使用氯化铵人为酸化尿液。
肝胆转运与肠肝循环
肝脏通过复杂的转运体系统消除药物。肝细胞从血窦中摄取分子,然后借助ATP依赖性蛋白(例如P-糖蛋白),通过毛细胆管膜将其泵入胆汁。
随胆汁进入肠腔后,药物可能会参与肠肝循环(circulatio enterohepatica)。如果药物在肝脏中与葡萄糖醛酸形成结合物,该结合物可能在肠道中发生水解。释放出的活性亲脂性物质经肠壁再次吸收入门静脉系统(vena portae)并返回肝脏。这种循环过程显著延长了药物的治疗作用(常见于吗啡、炔雌醇、氯霉素)。
几乎不从胃肠道吸收的药物(新霉素、万古霉素、制霉菌素)在肠道内过境并随粪便排出,这可用于肠腔内的局部治疗。
肺和腺体排泄
- 肺(excretio per pulmones):消除挥发性液体和气体。乙醇蒸气的排出与其血浆浓度直接相关,酒精检测仪的原理即基于此。
- 唾液腺:主要通过被动扩散排出亲脂性物质。某些物质(扑热息痛、锂盐)在唾液中的浓度可能高于血浆(浓缩现象)。由于与血浆浓度直接相关,唾液常用于治疗药物监测。
- 乳腺:该过程发生在哺乳期。由于母乳的pH值(约6.5)比血浆(7.4)低,弱碱性药物(苯二氮䓬类、尼古丁)根据“离子陷阱”原理在其中大量蓄积。亲脂性药物也由于脂肪组分而积极渗入乳汁中,这给婴儿带来过敏和毒性反应的风险(绝对禁用于细胞毒药物、异烟肼)。
简述:主题相关问答
排泄的药代动力学主要参数有哪些,包括半衰期和总清除率?
消除的定量参数包括消除速率常数(Kelim)、半衰期/半消除期(t½)和总清除率(ClT)。
- 半衰期(t½)——药物的半衰期/半消除期。
- 总清除率(ClT)——机体清除药物能力的指标;在此基础上个体化计算维持剂量。
SLC和ABC家族转运体在肾脏和肝脏药物排泄过程中起什么作用?
SLC和ABC家族转运体在药物通过肝脏和肾脏排泄时提供定向转运。
| 器官 | SLC转运体的作用 | ABC转运体的作用 |
|---|---|---|
| 肝脏 | 通过窦状隙膜确保分子从血液向肝细胞的摄取(输入)。 | 通过微胆管膜将物质ATP依赖性地排出(外排)至胆汁中。 |
| 肾脏 | 在上皮细胞的基底外侧膜和顶端膜上转运亲水性和亲脂性离子。 | 将药物结合物从细胞内泵送至肾小管腔中。 |
哪些肾脏和肝脏病理显著影响药物剂量的调整?
肾功能和肝功能受损可能会影响药物剂量的调整需求,特别是对于排泄或代谢依赖于这些器官的药物。
- 肾功能不全:当肾小球滤过率下降时,主要由肾脏排泄的药物可能会发生蓄积,因此需要调整剂量。肾功能下降时,二乙胺卡马西平需要减少剂量,以避免蓄积和毒性。
- 肝脏疾病:对于主要在肝脏代谢的药物,当代谢功能下降时,需要减少剂量。
- 肝血流量减少:老年患者或患有慢性心力衰竭的患者可能需要减少亲脂性β受体阻滞剂的剂量。
- 在肝脏或肾脏病理情况下,由于代谢或排泄受损,可能会导致相对过量。
为了记住如何在中毒时加速排泄,请使用对立原则:弱酸通过碱积极排泄,而弱碱通过酸排泄。关键是将物质转化为电离形式。
课堂与考试常见问题
为什么与血浆蛋白结合的物质不在肾小球中滤过?
肾脏中的滤过屏障不允许直径大于8 nm的大分子和带负电荷的化合物通过。由于白蛋白体积庞大且带负电荷,“药物-蛋白质”复合物仍留在血液循环中。
如果药物几乎完全与血浆蛋白结合,如何将其排出?
此类药物通过主动肾小管分泌排出。当游离部分转移到原尿中时,血浆中的平衡被打破,药物开始从蛋白质中解离,从而能够被排泄。
为什么在青霉素治疗中有时会联合使用丙磺舒?
这两种物质通过相同的有机酸转运体在近曲小管中分泌。丙磺舒竞争转运体,从而延缓青霉素的排泄并延长其作用。
该主题的其他拓展内容
- 肝转运体基因多态性的临床意义(以OATP1B1和他汀类药物为例)。
- 小管上皮细胞中SLC和ABC转运体的结构和定位特征。
- 胃肠道外分泌腺排泄药物时再循环现象。
- 血浆蛋白结合率对药物渗入母乳的影响。
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