第二章 口服药物传递的生理、生物化学和化学屏障.pptx

第二章 口服药物传递的生理、生物化学和化学屏障ANNA MARIA CALCAGNO 和 TERUNA J. SIAHAAN金义光 辛瑞 译2.1前言大量生物技术药物（肽拟似物、肽、蛋白和寡核苷酸）口服后到达其靶部位前必须克服各种屏障。生理屏障药物传递的障碍肠黏膜和血—脑屏障中的生理屏障可阻止毒素分子透过屏障，从而保护机体。生物化学屏障药物要克服有降解药物作用的代谢酶组成的生物化学屏障。化学屏障2.2药物传递的生理屏障胃肠道黏膜层面上覆盖着一层有杯形细胞分泌的水性黏膜层。此粘膜层的作用类似截留分子量为600～800Da的过滤器。该粘膜由糖蛋白组成，内部含水，12～24h更新一次，经此粘膜层和不流动水层的渗透，是药物到达肠上皮细胞表面的限速步骤 粘膜层下面紧接着是柱状上皮细胞构成的单细胞层。后者通过紧密的细胞间连接，构成了针对口服药物进入体内循环的屏障。 上皮细胞层与胃肠道内腔直接接触。基底层位于上皮细胞层的基地外侧，作为支撑结构，其中包括淋巴管、平滑肌细胞、神经和血管。它们为上皮细胞提供营养。 粘膜肌层在最里面，与收缩性有关。药物透过肠粘膜屏障的通路通路A：疏水性药物能透过细胞膜，主要以跨细胞膜途径透过肠粘膜。通路B：亲水性药物不能透过细胞膜，必须从细胞旁路转运。但这种通道受致密连接的限制，只有那些水动力学半径较小【11?（1.1nm）】的分子才能透过该通道。因此利用此通道进行肽转运非常有限。通路C：涉及受体介导的药物摄取。通路D：肠粘膜上的外排泵可使药物透过细胞膜外排。 紧密连接或闭合小带处于大多数细胞顶端，功能是将相邻细胞紧密闭合。后者可定义为紧密连接的大门作用。细胞间连接构成如图2.2。接合部位称为“吻”。通过冷冻蚀刻电镜可看到它们形成分支细纤维将细胞包围。紧密连接造成细胞表面极化，产生栅栏作用并限制脂类、蛋白从原生质外膜顶端自由扩散到基底端表面。药物穿过细胞间连接的包间渗透性，依赖于紧密连接的孔径大小。绒毛顶端孔径最小，而凹陷处孔径最大。紧密连接的完整性呈钙依赖性，钙去除后可引起紧密连接的蛋白重排。在黏附连接处，钙去除也有可能破坏E-钙黏着蛋白间相互作用的完整性。一些细胞激素和生长因子也能减弱紧密连接的屏障功能。在紧密连接处发现的咬合蛋白和Claudin蛋白有门和栅栏的功能。它们包含四个跨膜域和两个胞外环状的结构域，还有一个胞浆内的羧基尾。胞外环状结构域对细胞-细胞接触很重要。紧密连接处主要存在超磷酰化咬合蛋白。紧密连接与三个支架蛋白有关：ZO-1、ZO-2和ZO-3。它们属于膜相关鸟嘌呤激酶（MAGUK）家族。ZO-1与咬合蛋白和Claudin作用并将它们交联到肌动蛋白细胞骨架上，以稳定紧密连接。2.2.1.2黏附连接紧接着紧密连接下面的区域，是负责细胞-细胞间黏附的黏着小带或黏附连接。研究人员发现，紧密连接的形成依赖于黏附连接区域内预先形成的钙黏着蛋白见的相互作用。细胞旁路包括紧密连接和细胞间的连接，二者构成了通过抗力。该抗力与渗透相对抗，并依赖于细胞旁路的尺度和电荷。已证明这种抗力会随着紧密连接纤维数量的增多而增大。2.2.1.3桥粒细胞旁路的最后一个区域是桥粒。它非常靠近肠上皮细胞基底层外侧细胞膜表面。研究表明，介导丝通过不溶性血小板溶素连接桥粒。桥粒核心糖蛋白是主要的桥粒钙黏着蛋白。桥粒糖蛋白是另一种桥粒钙黏着蛋白，其功能是将不溶性血小板溶素与介导丝相连接。该区域对细胞旁路功能的贡献弱于另两个位于临近顶端的区域。2.2.2跨细胞途径理化性质合适的药物可通过被动扩散方式穿越细胞。药物分子进入细胞需通过构成细胞膜的脂质双分子层。该双分子层由四个部分构成：①最外层部分有大量水，并与其他蛋白和细胞膜作用；②水下面的部分含有极性头，该区域分子密度很高，并成为最难扩散的区域；③第三部分含有非极性尾端，形成以限制分子大小和形态为基础的渗透屏障；④内层部分疏水性最强，并作为疏水性屏障。跨细胞途径的渗透抗力可被想像成一系列电阻，其中顶端细胞膜和基底端细胞膜是两个电阻。它们在分子被动扩散时成为限速屏障。细胞膜只是跨细胞途径的配置之一。药物分子在离开基底端细胞膜之前也必须穿越胞浆，而胞浆内有各种药物代谢酶能代谢药物分子，客观上减少了药物经该通路转运。