二、分布

二、分布

中药被吸收入血后通过血循环向各器官、组织、细胞扩散的程度取决于血流量的大小及它从毛细血管床扩散进入特定器官、组织、细胞的速率。在分布初期主要依靠血流量,而在分布后期则主要依赖毒性中药与组织的亲和力。毒性成分进入细胞的过程通过被动扩散或主动转运,水溶性小分子和离子可通过细胞膜水相通道和空隙扩散;脂溶性分子本身易进入细胞;而极性大的分子和一些有机弱酸、弱碱等弱电解质的离子则必须通过特殊转运机制进入细胞。

(一)毒性中药的分布特点

机体总体液大致可分为细胞外液和细胞内液两个区域,前者由血浆和组织间液组成。毒性中药在体内的浓度取决于其体液区域容积即分布容积的大小。毒性中药的分布通常比较复杂,不能简单将其归为分布在机体的某一体液区域。它们可结合和(或)溶解在机体的各种储存部位,如脂肪、肝脏和骨骼等组织在毒性中药分布上为重要的决定因素。此外,毒性中药的物理化学性质使然,有些毒性中药不易通过细胞膜,因此分布受限制,而有些则可迅速通过细胞膜分布在全身。有的毒性中药可在机体某些部位蓄积,如和蛋白质结合、主动转运及高度溶解在脂肪中等。毒性中药发生毒性作用的靶组织或靶器官并非一定是其分布浓度最高的组织。因此,对中药的毒性作用而言,不能简单地考虑有关成分分布的体液区域和比率,更要关注毒性中药与细胞组织的特殊亲和力及其蓄积储存组织,如肝脏、脂肪、骨骼等。

(二)毒性成分的组织蓄积

中药毒性成分可与机体某些部位结合,或溶解在机体某些部位,只有游离型成分可通过机体的某些部位,呈结合型或溶解型的毒性中药可明显改变其分布的特征。

1.血浆蛋白结合 毒性成分进入血循环后首先与血浆蛋白结合,酸性成分多与白蛋白结合,碱性成分多与α1-酸性糖蛋白结合,还有少数毒性成分与球蛋白结合。毒性成分与血浆蛋白结合后,具有以下特点。

(1)可逆:毒性成分与血浆蛋白的结合是可逆的,其在血液中维持结合与游离的动态平衡。游离型毒性成分被吸收进入血液后,部分与血浆蛋白结合,但随着其游离型浓度的降低(分布到组织或被消除),与血浆蛋白结合的毒性成分又可解离。

(2)储存:游离型毒性成分与血浆蛋白结合后毒理活性暂时消失,结合物分子变大不能通过毛细血管壁而暂时“储存”在血液中,使其不能到达靶位发挥作用。

(3)置换:毒性成分与血浆蛋白结合特异性低,而可供毒性成分结合的血浆蛋白及结合位点有限,两个毒性成分可能竞争与同一蛋白结合而发生置换现象。这从药物毒理学角度而言非常重要,因为两个蛋白结合率高的毒性成分合用,彼此间极易被互相置换,而使双方游离型药物浓度骤然升高,在常用量下产生严重的毒理效应;有些毒性成分也可与蛋白结合率高的内源性物质竞争结合位点,产生毒性反应,且此类中毒原因不易被发现。如某药的血浆蛋白结合率为99%(即只有1%的药物起效),当被另一结合率高的药物置换1%时,则游离型药物浓度理论上可增加100%或更高,因此可能导致中毒;胆红素被置换出来后,可造成严重的胆红素脑组织损伤(也称核黄疸)。另外,老年人肝脏合成白蛋白的能力下降,血浆中可供毒性中药成分结合的蛋白储备能力降低,也易出现毒性效应,因此应该酌情减少常规用药量。

2.在肝和肾组织储存 在机体各种器官组织中,肝和肾可通过主动转运过程或与组织结合的机制,比其他器官组织富集更多的毒性成分。如肝细胞内谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)与许多毒性中药成分,尤其是有机酸类,具有亲和力,并在将血浆有机阴离子转入肝组织储存过程中发挥很大作用。

3.在脂肪组织储存 许多毒性中药成分具有很高的脂溶性,进入体内后很容易通过生物膜进入组织细胞。因此,亲脂性毒性成分易分布于脂肪组织,甚至蓄积储存起来。

4.在骨骼组织中储存 这类例子主要是一些矿物类的毒性中药,如朱砂、雄黄、芒硝等溶解后,释放出来的无机元素与骨骼表面物质发生交换,并沉积在骨骼组织中储存。

(三)分布的昼夜规律

毒性中药成分分布过程中的昼夜变化也非常明显。研究表明,选择昼夜不同的时间点给予相同剂量的青藤碱,不同时间点的血清和脑组织中的药物浓度存在较大差异,与昼夜节律变化相关。影响毒性中药分布过程昼夜变化的主要因素如下。

1.血容量和组织器官血流量 血流量的昼夜变化节律可影响毒性中药在组织中的分布。血流量大,分布的就多,如心、肝、肾等。

2.组织细胞膜通透性 组织细胞膜的通透性有昼夜变化。如RBC内的毒性中药成分浓度变化,不单纯依赖于血浆中的毒性成分浓度变化,还与RBC膜的通透性有关。虽然脑脊液中的毒性成分浓度一般明显低于血浆毒性成分浓度,但其昼夜变化往往平行于血浆中的变化,无明显延迟现象。血浆和脑脊液中的毒性成分浓度昼夜变化的同步现象,可以说明血脑屏障通透性也有昼夜变化,这与在大鼠身上观察到的青藤碱在脑组织中的药物浓度具有昼夜节律变化相符。

3.药物的理化特性 脂溶性强的毒性成分在血流量和膜通透性方面的节律性变化,明显大于水溶性强的药物。

4.药物血浆蛋白结合 毒性成分在血浆中以游离型与结合型两种形式存在,只有游离型的毒性成分才能被转运并具有毒理活性,结合型是毒性成分暂时储存的一种形式。在血浆中与毒性成分结合的物质主要有血清白蛋白、球蛋白、糖蛋白和脂蛋白。已经发现血浆蛋白含量和蛋白结合能力均有昼夜变化。高血浆蛋白结合率(80%以上)的毒性中药,其结合率稍有改变,则游离型毒性成分浓度就会出现成倍的变化,这对毒性作用特别重要。

5.细胞外液p H 细胞外液p H的昼夜变化较细胞内明显。由于非解离型毒性中药成分可以通过细胞膜并与细胞外液保持动态平衡,细胞膜内外的药量和浓度是不同的。当夜间睡眠时,细胞外液p H降低,使酸性成分在细胞外液非解离型部分增加,导致毒性中药分子自细胞外流入细胞内,使分布容积增加。

(四)细胞膜屏障

细胞膜屏障一般指血-脑屏障和胎盘屏障。脑是血流量较大的器官,但毒性中药成分在脑组织中浓度一般较低,特别是脂溶性小或极性大的物质,血-脑屏障的阻断作用形成了对大脑的一种保护机制;有些毒性成分在治疗量时,虽有部分可通过血-脑屏障,但不会出现明显的毒性,只有当剂量过高时可产生明显的毒性。胎盘屏障是指胎盘绒毛与子宫血窦间的屏障,主要起降低胎盘的母体血流量和生物转化作用,但对不同性质毒性成分的吸收并没有区别。因此,在妊娠期间应该慎用或禁用对胚胎发育有影响的药物。

(五)毒性中药的再分布

某些毒性中药成分经血流迅速向全身组织输送,首先向血流量大的器官分布,然后向血流量小的组织转移,这种现象称为再分布。