药物用于预防，减轻和治疗各种疾病，从普通流感到急性感染再到慢性疾病，如关节炎。尽管药物开发的支出一直在增加，但只有〜10％在第一阶段中的所有药物中，最终获得了美国食品药品监督管理局（FDA）的监管批准，肿瘤学药物的成功可能性最低。未能获得批准的大多数（39％）是由于理解力不佳药代动力学对药物化合物的功效，安全性和毒性产生影响。在本文中，我们将了解药代动力学的四个主要阶段 - 吸收，分布，代谢和消除（ame）并讨论影响它们的因素。

吸收

药代动力学的第一阶段是吸收，它指的是药物从其药物制剂中吸收到血液中的方式。影响吸收的主要因素是药物管理路线。有多种不同的途径，包括口服（吞咽和摄入），鼻腔（吸入），透皮（通过皮肤），眼部和静脉注射，并且根据目标组织的位置选择这些路线。静脉注射是药物可以直接进入血液的唯一方法，而在其他方法中，药物必须在进入血液之前穿越膜。例如，摄入的药物必须穿过消化道中的胃肠道膜，并且需要跨越眼前膜的药物。

吸收血液中的药物如何影响其生物利用度，目标是最大化药物生物利用度。选择药物管理路线并不是一个简单的过程，因为每种方法都有特定的优势和缺点。在静脉注射的情况下，生物利用度为100％，但它是一个侵入性的过程，可以阻止那些有针头的消费者。另一方面，由于消费者的易于接受，口服药物管理通常是首选途径，但诸如药物制剂之类的因素（即。，，是否可以将药物包装为胶囊，溶液，片剂），物理化学特性（例如复合溶解度），胃肠道转运时间和渗透肠壁的困难可以显着降低药物生物利用度。

提高功效和安全性的技术进步也会影响药物管理路线。例如，Zhen Gu博士加利福尼亚大学生物工程教授，已经开发了透皮贴片以进行自我调节胰岛素和胰高血糖素的递送，以及药物的透皮输送癌症治疗。

GU说，用于药物输送的透皮贴片变得越来越普遍，因为它可以通过组合感应和按需药物释放来提高功效，并通过促进患者的依从性和在不良副作用的情况下轻松去除斑块来安全。他还希望，随着电子设备变得越来越小，便宜，并在人工智能的帮助下进行精确剂量，使用透皮药物输送系统的使用将变得越来越流行。

药物分子可以横穿细胞屏障膜并进入全身循环的主要方式。第一个机制是被动扩散，不需要能量，仅依赖于浓度梯度。药物分子将从较高浓度的区域扩散到较低浓度的区域。脂溶性且以非电离形式存在的药物在脂质细胞膜中更容易扩散，因为它们比带电的同类物更具亲脂性。第二种机制是被动辅助扩散，其传输原理与被动扩散相同，除非借助充当涌入泵的细胞膜上的载体蛋白。请注意，还有一些蛋白质转运蛋白，例如P-糖蛋白，它们充当外排泵，可将药物化合物转移回间隙空间。第三个机制是主动运输，从而花费能量来使药物在整个细胞膜上的运输。最后的机制是内吞作用，涉及该药物的封装以及其他细胞外材料以及随后与细胞的融合，从而使其内在化。

药物分布

药物分子进入血液后，将其分布在整个间隙（细胞周围的空间）和细胞内液体中。细胞和组织接收可变量的药物，该药物也将在不同的时间段保留。

药物分布受组织的血管性影响。高度血管化的器官，例如肺，肝脏和肾脏倾向于接受更多药物。影响药物分布的另一个主要因素是与血浆蛋白（例如白蛋白，糖蛋白和脂蛋白）结合。这些蛋白质可以与药物结合，以防止它们被运输到组织并进入细胞。一些涉及血浆蛋白升高的肾脏条件会影响药物分布。药物分子的分子大小还会影响其对吸收，分布和保留的能力。

穿越血脑障碍

由于紧密连接内皮细胞形成的高度选择性的血脑屏障，药物分布到大脑中特别具有挑战性。该屏障可防止循环血液中包含的溶质交叉进入大脑内的细胞外流体。为了促进药物分布到大脑中， 策略 正在探索，例如抑制脑对血外排的转运蛋白活性，增强了对不同生物分子的血液到脑转运蛋白的活性，甚至增强了对血脑屏障周围血管的超声刺激。研究人员还创建了称为 纳米凝胶凝胶 这可以封装化学治疗药物，并用靶向脑靶向肽进行功能化，从而增强药物分布到大脑中。

“局部药物分布对于确保最大的药物功效和安全性很重要。在这方面，材料像 水凝胶 可能对控制药物分配非常有帮助。” 欧文·芬顿博士 ，新加坡国立大学化学与生物分子工程助理教授。

“两种重要的水凝胶包括天然存在的水凝胶和合成的水凝胶。天然存在的水凝胶可以从商业来源购买，并且通常具有良好的生物相容性，但是它们的可调性较低，并且在批处理之间可以具有可变的性能。另一方面，合成的水凝胶更可调，具有良好的批处理一致性属性。但是，这些材料必须在实验室中合成。”

Fenton补充说，水凝胶材料可以调节分娩过程中药物的局部分布，并可以减轻与重复给药有关的挑战，包括患者不合规。此外，随着医学领域进一步探索生物学和基于细胞的疗法，水凝胶将继续作为改善药物递送的重要材料类别。

代谢

一旦药物进入人体，它就开始被分布到各自的组织及其细胞所代谢。“代谢产物”一词是指当对药物（例如药物）进行代谢时产生的产物。代谢后，药物可能会被灭活，有毒或变成一种形式，使其与其他药物和生物分子反应。

药物的代谢稳定性高度影响其最佳剂量。具有低代谢稳定性的药物将需要多次剂量以确保足够的治疗水平。另一方面，具有高代谢稳定性的药物可能具有异常长的半衰期，使其有毒。

由于药物倾向于分布和代谢为高度血管化的肝组织，因此在其中表征药物毒性尤其重要。这不利结果途径概念是药物发现专业人员的有用框架，有助于了解对发生毒性发比利时罗马尼亚比分直播生的分子和细胞序列的更全面的理解。该模型提出了参与药物代谢的可能代谢途径，并提出了表征药物安全性和毒性的方法。

这也与防止不利的药物相互作用会导致巨大的经济损失和发病率。但是，在某些情况下，药物 - 药物相互作用实际上可能是协同作用，从而提供了更大的治疗功效。为了测试潜在的互动，研究人员正在构建体外3D模型和开发深度学习方法预测不良药物事件和基本作用机制。

消除

消除或排泄是通过尿液，粪便，汗水和呼气从体内清除代谢药物化合物的阶段。最常见的消除途径是通过肾脏。未结合的药物化合物可以通过肾小球过滤。该过程切断的近似分子量为30–50 kDa。至关重要的是，在代谢后，可以将所得代谢物排出，因为它们的积累可能会导致不良反应。通常，脂溶性化合物比水溶性化合物更容易积聚。

预测ADME的计算工具

ADME研究是预测和优化药物发现过程的有用工具。比利时罗马尼亚比分直播比利时罗马尼亚比分直播药物发现通常从大量的药物化合物库开始体外和体内了解其分布，代谢和消除的测定。各种各样体外（读出96个井板荧光，2D细胞培养，3D微流体等）和体内（果蝇，斑马鱼，啮齿动物）可用于表征药物的ADME剖面。但是，这种测试可能会昂贵，时间和劳动力密集，并且某些方法与人类疾病缺乏生理意义。

研究人员也发展了计算模型为了使更便宜，通过将药物候选物与已知药物特性进行比较，对药物化合物的物理化学特性的较高吞吐量预测。此外，在硅中3D型号还创建了细胞和组织的大量，以了解不同的药物特性，例如亲脂性和分子大小会影响ADME过程。

结论

由于急性和慢性疾病的患病率上升，对具有更大功效和安全性的药物的需求永远不会更大。ADME过程为药物开发人员和虚拟的计算模型提供了一个绝佳的框架，有助于补充传统的物理方法，以加速药物发现。比利时罗马尼亚比分直播