Thuốc thẩm thấu tiến hành theo một số cơ chế. Khuếch tán thụ động trong môi trường nước hoặc lipid là phổ biến, nhưng khuếch tán chủ động đóng vai trò trong sự di chuyển của nhiều loại thuốc, đặc biệt là những phân tử có quá lớn để dễ dàng khuếch tán (Hình 1 đùa5).

1. Khuếch tán dung dịch nước Khuếch tán dung dịch nước xảy ra trong các khoang chứa nước lớn hơn của cơ thể (không gian kẽ, cytosol, v.v.) và qua các liên kết chặt chẽ của màng biểu mô và lớp lót nội mô của các mạch máu thông qua lỗ chân lông ở một số mô. các phân tử lớn như MW 20.000 đến 30.000. * Xem hình 1-5 A.

Sự khuếch tán dung dịch nước của các phân tử thuốc thường được điều khiển bởi độ dốc nồng độ của thuốc thấm, một chuyển động xuống dốc được mô tả bởi luật Fick lối (xem bên dưới). Các phân tử thuốc liên kết với protein huyết tương lớn (ví dụ albumin) không thấm vào hầu hết các lỗ chứa nước. Nếu thuốc phân cực, thông lượng của nó chịu ảnh hưởng của điện trường (ví dụ, điện thế màng tế bào và trong các bộ phận của nephron, điện thế màng não).

2. Khuếch tán lipid Khuếch tán lipid là yếu tố hạn chế quan trọng nhất đối với sự thẩm thấu thuốc do số lượng lớn các rào cản lipid ngăn cách các khoang của cơ thể. Bởi vì các rào cản lipid này ngăn cách các ngăn chứa nước, lipid: hệ số phân chia dung dịch nước của thuốc quyết định mức độ dễ dàng của phân tử di chuyển giữa môi trường nước và lipid. Trong trường hợp axit yếu và bazơ yếu (tăng hoặc mất proton mang điện, tùy thuộc vào độ pH), khả năng chuyển từ dung dịch nước sang lipid hoặc ngược lại thay đổi theo độ pH của môi trường, vì các phân tử tích điện thu hút phân tử nước. Tỷ lệ giữa dạng hòa tan lipid với dạng hòa tan trong nước đối với axit yếu hoặc base yếu được biểu thị bằng phương trình Henderson-Hasselbalch (được mô tả trong văn bản sau). Xem hình 1-5 B.

3. Chất mang đặc biệt. Các phân tử chất mang đặc biệt tồn tại cho nhiều chất quan trọng đối với chức năng của tế bào và quá lớn hoặc quá không hòa tan trong lipid để khuếch tán thụ động qua màng, ví dụ như peptide, axit amin và glucose. Các chất mang này mang lại sự chuyển động bằng cách vận chuyển chủ động hoặc khuếch tán thuận lợi và, không giống như khuếch tán thụ động, là chọn lọc, bão hòa và ức chế. Bởi vìnhiều loại thuốc giống hoặc giống như các peptide, axit amin hoặc đường tự nhiên như vậy, chúng có thể sử dụng các chất mang này để qua màng. Xem hình 1-5 C.

Nhiều tế bào cũng chứa các chất mang màng ít chọn lọc, chuyên dùng để trục xuất các phân tử lạ. Một họ lớn của các phương tiện vận chuyển như vậy liên kết adenosine triphosphate (ATP) và được gọi là họ ABC (ATP-cassette). Họ này bao gồm chất vận chuyển P-glycoprotein hoặc multidrug type 1 (MDR1) được tìm thấy trong não, tinh hoàn và các mô khác, và trong một số tế bào tân sinh kháng thuốc, Bảng 1 W22. Các phân tử vận ​​chuyển tương tự từ họ ABC, chất vận chuyển protein liên quan đến kháng đa thuốc (MRP), đóng vai trò quan trọng trong việc bài tiết một số loại thuốc hoặc chất chuyển hóa của chúng vào nước tiểu và mật và trong sự kháng thuốc của một số khối u với thuốc hóa trị. Một số họ vận chuyển khác đã được xác định không liên kết ATP mà sử dụng gradient ion để điều khiển vận chuyển. Một số trong số này (họ chất hòa tan [SLC]) đặc biệt quan trọng trong việc hấp thu các chất dẫn truyền thần kinh qua các màng kết thúc thần kinh. Các sóng mang sau được thảo luận chi tiết hơn trong Chương 6.

4. Endocytosis và exocytosis. Một vài chất quá lớn và không thấm, chỉ có thể xâm nhập vào tế bào bằng phương thức nhập bào (endocytosis), quá trình mà chất này được gắn vào một thụ thể bề mặt tế bào, được màng tế bào nhấn chìm và mang vào tế bào chèn ép các túi mới hình thành bên trong màng. Các chất sau đó có thể được giải phóng bên trong cytosol bằng cách phá vỡ các túi màng, Hình 1 L5 D. Quá trình này chịu trách nhiệm vận chuyển vitamin B 12, được tạo phức với protein liên kết (yếu tố nội tại) xuyên qua thành ruột vào máu. Tương tự như vậy, sắt được vận chuyển vào các tiền chất hồng cầu tổng hợp huyết sắc tố kết hợp với protein transferrin. Các thụ thể cụ thể cho các protein vận chuyển phải có mặt để quá trình này hoạt động.

Quá trình ngược lại (exocytosis) chịu trách nhiệm cho việc tiết ra nhiều chất từ ​​tế bào. Ví dụ, nhiều chất dẫn truyền thần kinh được lưu trữ trong các túi liên kết màng trong các đầu dây thần kinh để bảo vệ chúng khỏi sự phá hủy trao đổi chất trong tế bào chất. Kích hoạt thích hợp đầu dây thần kinh gây ra sự kết hợp của túi lưu trữ với màng tế bào và trục xuất các nội dung của nó vào không gian ngoại bào