學習重點 以環境 pH 與 pKa 的相對大小判斷解離:弱酸在較高 pH 解離較多;弱鹼在較低 pH 質子化、帶正電較多。 非解離型通常較易穿膜;解離型通常水溶解度較高。吸收還受脂溶性、溶出速度與吸收表面積影響。 離子捕捉使藥物累積於解離較多的一側;尿中解離增加,可減少腎小管被動再吸收。 掌握考試配對:弱酸以 NaHCO3 鹼化尿液促進排泄;弱鹼以 NH4Cl 酸化尿液增加離子捕捉。 熟記 phenobarbital 的弱酸性、gabapentin 的電雙性與載體運輸,以及脂溶性對胃部吸收的影響。 核心觀念 一、解離比例:先辨酸鹼,再比 pH 與 pKa 對單一解離平衡而言,pH=pKa 時,解離型與非解離型各占一半。弱鹼所用的 pKa,通常是其共軛酸 BH+ 的酸解離常數所對應的數值。 類型解離平衡與公式判斷方向 弱酸HA ⇌ H++A−log([A−]/[HA])=pH−pKapH 越高,A− 越多;pH 越低,HA 越多。 弱鹼BH+ ⇌ H++Blog([BH+]/[B])=pKa−pHpH 越低,BH+ 越多;pH 越高,B 越多。 pH 與 pKa 每差 1,兩種型態的比例相差 10 倍。例如弱酸在 pH=pKa+1 時,解離型與非解離型約為 10:1。 不能只看 pKa 就決定藥物屬酸或鹼,也不能宣稱鹼性藥物的酸解離常數一定小於酸性藥物。應先辨認官能基及其解離平衡。 二、水溶解度與穿膜能力要分開判斷 對同一弱酸或弱鹼,在其他條件相近時,解離比例增加,通常會提高總水溶解度;非解離型則通常較容易經脂質膜被動擴散。因此「容易溶於水」不等於「容易穿膜」。 Phenobarbital 是弱酸,提高 pH 可增加其解離與水溶解度。在 pH 4.0、5.7、7.4、9.1 的比較中,水溶解度以pH 9.1 最大。 三、胃腸吸收:解離程度與脂溶性共同決定 胃內偏酸,弱酸如 aspirin、salicylic acid 的非解離比例較高,具備在胃吸收的條件;弱鹼如 amphetamine 則容易形成 BH+,較不易穿過胃黏膜,主要在腸道吸收。 所謂弱鹼較易「留在胃中」,考的是在胃內帶正電而不易吸收,不是耐酸、不易分解、抑制胃酵素,或與食物脂肪結合。 實際吸收總量還受表面積、血流與停留時間影響。小腸表面積大,多數藥物即使屬弱酸,仍主要在小腸吸收,不能把「弱酸可在胃吸收」推成「弱酸只在胃吸收」。 結構判讀時,可先找四級銨等永久帶電基團、可質子化的鹼性胺基,以及強酸性基團,再綜合判斷胃內電荷與脂溶性。不能僅因含有胺基,就斷定一定最不易吸收;實際結構與解離程度仍是關鍵。 Thiopental、secobarbital、barbital 的 pKa 分別為 7.6、7.9、7.8,在胃內皆以非解離型為主。此時依脂溶性排序,胃部吸收的比較為thiopental>secobarbital>barbital,不能因 pKa 接近就選三者相等。 四、離子捕捉與乳汁分布 在單純被動擴散模型中,非解離型較易跨膜;進入另一側後若轉為帶電型,就較不易返回。因此弱酸容易被捕捉在較鹼的一側,弱鹼容易被捕捉在較酸的一側。 Aspirin 的 pKa 為 3.5,在胃中非解離型的比例較高,在小腸及血液中則解離比例較高。應區分「解離型」「非解離型」與「未與蛋白結合型」;「游離態」一詞有歧義,不能直接當成解離型的同義詞,也不能只憑比例推論不同部位的絕對藥物量。 脂溶性有利藥物進入乳汁,因此一般比較下,脂溶性藥物較水溶性藥物容易進入乳汁。乳汁較血漿偏酸,也可能使弱鹼產生離子捕捉;實際分泌量仍受蛋白結合等因素影響。 五、尿液酸鹼化:解離增加,再吸收減少 腎小管液中的非解離型藥物較容易被動再吸收。改變尿液 pH,使藥物轉為帶電型,可減少再吸收並增加腎排泄。 處理方式適用的酸鹼類型本單元代表藥物 NaHCO3 鹼化尿液弱酸轉成 A−Salicylate、phenobarbital、acetazolamide、sulfathiazole、probenecid NH4Cl 酸化尿液弱鹼轉成 BH+Amphetamine、desipramine、mecamylamine、quinine 因此,酸化尿液不會促進 phenobarbital 或 salicylic acid 的排泄;鹼化尿液的弱酸清單中,amphetamine、imipramine 是弱鹼,應予排除。 調整尿液 pH 的效果還取決於 pKa、原型藥物的腎排泄比例及其他藥動學因素,並非所有酸性或鹼性藥物都同樣有效。Cromolyn、diazepam、levodopa、acetaminophen 不能僅憑名稱或某個官能基,就套用為 NH4Cl 促進排泄的代表。 考題的酸化尿液原理不等於中毒時的常規治療建議。尤其三環抗憂鬱藥不能因屬弱鹼,就推論應以 NH4Cl 治療中毒;其分布與毒性使尿液酸化不具相同的臨床意義。 六、Phenobarbital 與嬰幼兒癲癇 在本單元的嬰幼兒癲癇用藥配對中,應掌握phenobarbital+鹼化尿液。Phenobarbital 為抗癲癇用藥,且有部分原型經腎排泄,尿液鹼化可增加其清除;pentobarbital 不能直接代換這組答案。 兒童誤服 aspirin 過量時,尿液鹼化的重點是促進其主要中毒相關成分salicylate 排泄,而非使用 NH4Cl 酸化尿液。 七、Gabapentin:電雙性與血腦障壁 Gabapentin 同時具有羧酸與胺基,胺基的 pKa 約為10.7,在生理 pH 下主要呈電雙性離子。雖然總淨電荷可為零,分子仍有正、負電荷,不能視同一般不帶電的脂溶性分子。 Gabapentin 水溶性高,可達10 mg/mL;其進入腦部涉及胺基酸轉運系統的載體媒介運輸。因此「以單純被動擴散穿入血腦障壁」是錯誤判斷。一般非解離、脂溶性較高的藥物,才較有利於直接穿越血腦障壁。 常考陷阱 「酸性藥物在胃中比鹼性藥物更難吸收」:依單純 pH 分配原理判斷,方向相反;仍須注意實際結構與脂溶性。 「解離越多,吸收越好」:混淆水溶解度與膜通透性。解離通常利於溶於水,非解離通常利於被動穿膜。 「酸化尿液可促進 salicylate 或 phenobarbital 排泄」:錯,兩者應掌握鹼化尿液。 「NaHCO3 可促進 imipramine 腎排泄」:錯。三環抗憂鬱藥中毒使用 NaHCO3,主要為處理心臟毒性,不能解讀成尿液鹼化排毒。 「Acetazolamide 會使尿液變鹼,所以不是弱酸」:藥物對尿液的作用與藥物本身的酸鹼性是兩件事。 「Gabapentin 淨電荷為零,所以容易被動穿膜」:電雙性仍具有高度極性;應選載體媒介運輸。 「pKa 相近,吸收一定相等」:仍須比較脂溶性;巴比妥類的比較依 thiopental、secobarbital、barbital 順序遞減。 記憶口訣 「酸遇鹼帶負,鹼遇酸帶正;帶電留尿中,再吸收減少。」 「酸藥鹼尿,鹼藥酸尿」:記酸鹼分配原理,臨床處置另看適應症。 「溶解看解離,穿膜看脂溶;電雙雖淨零,過腦靠載體。」