药物的理化性质与药效的关系

根据药物的作用方式，药物可分为两类：结构非特异性药物和结构特异性药物。结构非特异性药物产生的某种药效与药物化学结构的关系不大，这类药物的化学结构可有很大差异，药物的药效主要受药物的理化性质影响。而结构特异性药物的药效与其化学结构关系密切，其作用与其和体内特定受体的相互作用有关。

口服给药需经历吸收、分布、代谢、组织结合、在作用部位产生作用等一系列过程。静脉注射给药可使药物直接进入血液，然后到达作用部位。其间的每一个过程都将对药物的药效有不同程度的影响。但决定药效的主要因素有两个。一是药物必须以一定的浓度到达作用部位，才能产生应有的药效。这一因素与药物的转运，如吸收、分布、排泄等密切相关。可见，转运的基础是药物的理化性质和化学结构。二是在作用部位，药物与受体相互作用，形成复合物，通过复合物产生物理化学和生物物理的变化而显现药效。这一因素依赖于药物特定的化学结构及其与受体的空间互补性和结合点的化学键合性。这两个因素是构效关系研究的重要内容，它们都与药物的化学结构关系密切。

理化性质对结构非特异性药物的活性起主导作用，而对于结构特异性药物，因为药物到达作用部位必须通过生物膜，其通过能力直接取决于药物的理化性质及分子结构，故理化性质通过影响药物到达作用部位的能力而影响其活性。一般来说，影响药物活性的理化性质，涉及物理性质与化学性质，如溶解度、分配系数、解离度、分子极性、表面活性、化学活性、立体结构等，其中药物的溶解度、分配系数和解离度等性质对药物活性影响面较广。

溶解度和分配系数对药效的影响主要是因为水是生物系统的基本溶剂，药物转运扩散至血液或体液中，需要有一定的水溶性，而通过脂质生物膜转运的药物，则需要有一定的脂溶性。如常用的口服药物剂型，一般是先在胃肠介质水溶液中溶解，再在水和脂质间分配，吸收进入血液而产生药效。因此，在水中或脂质中过大或过小的溶解度都不利于药物的吸收，因而直接对药物的药效产生影响。

药物的水溶性和脂溶性的相对大小，一般以脂水分配系数表示。脂水分配系数（P）是指化合物在两相溶剂中分配达到平衡后，其在非水相中的浓度（CO）和在水相中的浓度（CW）的比值。

药物的水溶性和脂溶性取决于其化学结构。药物分子的极性强弱、所含极性基团的多少、形成氢键的能力和晶格能等直接影响药物水溶性强弱。若分子结构中极性基团减少、烃基增大、卤素原子增多、碳链增长、脂环增加，则药物的脂溶性增强。由此可见，根据多类药物临床作用的不同要求，通过改变药物分子的结构，将直接调节药物的脂水分配系数，从而影响药物的生物活性。

解离度对药效的影响是因为多数药物为弱酸或弱碱，在体液中只能部分解离，药物的离子型和分子型同时存在。药物常以分子型通过生物膜，在膜内的水介质中解离成离子型，从而产生药效。离子型药物不易通过细胞膜，这是由于离子易与水发生水合作用，使离子型药物体积增大、水溶性增强，又因由带正电荷的大分子层组成的细胞膜具有排斥或吸附离子的性能，其将阻碍离子型药物的运动。离子型药物和分子型药物间的平衡作用可使药物不断通过生物膜，到达作用部位而产生相应的作用。因此，通过改变药物的化学结构，有时会对弱酸或弱碱性药物的解离度产生较大的影响，从而影响其药效。