药物由给药部位进入机体产生药效，然后再由机体排出，其间经历吸收、分布、代谢及排泄4个基本过程，总称为药物的体内过程。药物吸收、分布、排泄仅是发生空间位置上的迁移，统称为转运。机体的最基本单位为细胞，药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程，是建立在各种组织器官中的跨细胞膜转运基础之上的，简单地说，药物体内动态就是药物在体内一系列跨膜转运的综合效果，因此，掌握药物跨膜转运的特点和机制非常重要。
生物膜是细胞外表的质膜和细胞内的各种细胞器膜的总称。各种膜主要由膜脂（磷脂、胆固醇与糖脂）和膜蛋白组成，膜脂主要构成细胞膜的骨架，而膜蛋白是膜功能的主要体现者。膜脂是指细胞膜上的脂类，其分子排列呈连续的双层，构成了细胞膜的主要结构。膜蛋白根据与膜脂分子的结合方式，可分为外周蛋白、内在蛋白和脂锚定蛋白。以往在研究药物的跨膜过程时，多通过其理化性质（如亲脂性）来分析其跨膜能力。近些年来的研究发现，药物的理化性质并不是决定其跨膜能力的唯一因素，生物膜上的蛋白质在其跨膜过程中也起到了重要的、甚至是决定性的作用。
1药物体内转运中主要细胞膜
在药物体内动态过程中，参与药物跨膜转运的最主要细胞为肠黏膜和肾小管的上皮细胞以及血管内皮细胞，首先就其细胞膜的结构特点进行分析总结。
1.1肠黏膜和肾小管的上皮细胞
上皮细胞相邻细胞间存在紧密连接、间隙连接和桥粒连接，其中紧密连接的存在使得细胞间隙非常小，表现出与完整细胞膜相类似的渗透性，是细胞间隙旁路转运的主要屏障。上皮细胞为极化细胞，其生物膜由具有不同结构和功能面的膜组成，可分为面向腔道侧的腔道侧膜，又称为顶侧膜，和面向血液侧的基底侧膜。小肠和肾小管的上皮细胞顶侧有突起的微绒毛，具有这种结构的膜又称为刷状缘膜。顶侧膜和基底侧膜的生物学形态和功能是不同的，是药物经上皮细胞转运必须跨过的两层生物膜。
1.2血管内皮细胞
毛细血管内皮细胞层一般有4种类型：不连续性血管内皮（肝脏、脾脏）、连续性有窗血管内皮（小肠、肾脏）、连续性无窗血管内皮（肺、皮肤、肌肉）和组成血脑屏障的血管内皮。其中脑连续性无窗内皮细胞间存在由众多带状阻碍物连接构成的紧密连接，多数物质的渗透都受到限制。
2药物跨膜转运的形式及特征
药物跨膜转运的方式有多种，按驱动力与转运机制可分为被动转运、主动转运及膜动转运。若以转运是否需要转运体又可分为转运体介导的转运和非转运体介导的转运。
药物跨膜转运的方式主要包括细胞间途径（图1A）和跨膜途径；跨膜转运又可分为被动转运（图1B）和转运体介导的跨膜转运，而转运体介导的跨膜转运又可分为摄入型转运体介导的跨膜转运（图1C）和外排型药物转运体介导的跨膜转运（图1D），它们各具特点，且与药动学的特点有密切关系。
药物跨膜转运方式取决于药物本身的性质、吸收部位的生理和病理特征。药物的转运可能采取单一转运机制，也可兼有几种转运方式，大多数药物主要是以被动扩散的跨膜途径被机体吸收，部分存在主动转运。
2.1被动转运
被动转运是指药物根据膜两侧的浓度差从浓度高的一侧向浓度低的对侧进行的扩散性转运，又称顺梯度转运，包括简单扩散和转运体介导的促进扩散，其中简单扩散又包括药物跨膜的溶解扩散和通过膜上含水孔道转运的限制扩散。被动扩散既不消耗能量，又无饱和性。药物的被动扩散的速度与膜两侧药物的浓度差成正比，当膜两侧药物浓度达到平衡状态时，转运停止。
大多数药物对于机体来说是外源性物质，相对分子质量常在250～500，且具有一定的脂溶性，因此大多数药物的跨膜转运机制是被动扩散中的溶解扩散，药物的膜溶解性和膜内扩散性是影响药物转运的主要因素。其中膜/水分配系数（K）决定了药物溶解于生物膜的程度，扩散系数（D）则决定了溶解在生物膜上药物扩散的速度。
2.2转运体介导的转运
2.2.1促进扩散
非脂溶性物质或亲水性物质，如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上膜蛋白的帮助，顺浓度梯度，不消耗ATP进入膜内的一种转运方式，称为促进扩散或者易化扩散，属于被动转运的一种。一般来说，促进扩散不是药物的跨膜转运机制。
2.2.2主动转运
主动转运又称转运体介导的跨膜转运，是指药物靠细胞膜中特异性蛋白载体（转运体），由低浓度或低电位差的一侧向较高侧转运的过程。主动转运的特点有：按利用能量方式分为原
发性主动转运和续发性主动转运，由于转运需要能量，因此代谢抑制剂或低温均可抑制细胞内代谢，降低转运活性；转运过程需要转运体的介导，由于转运体的转运能力有一定的限度，因此转运过程有饱和现象；由同一载体转运的两个药物可出现竞争性抑制现象；转运过程具有方向性。在上皮细胞顶侧的某些转运体可以将进入细胞的物质外排到肠腔中，降低了细胞内物质的浓度，呈现出流出泵现象。这种转运体主要为P-糖蛋白（P-gp），抑制P-gp的功能可以减少进入细胞内物质的流出。在临床上，P-gp的功能受到抑制时有引起药物相互作用的可能。原发性主动转运是指直接利用ATP释放的能量来转运物质的方式，一般外排型药物转运体，即ATP结合盒转运体（ATPbindingcassette，ABC）介导的外排转运属于原发性主动转运。续发性主动转运又称协同转运，是一类靠间接提供能量的主动转运方式。物质跨膜转运所需的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度差，而维持这种电化学势的通常为钠钾泵或质子泵。一般摄入型药物转运体，即溶质转运体（solutecarrier，SLC）介导的摄入转运属于续发性主动转运。
2.3膜动转运
真核细胞可利用细胞膜流动性来进行物质膜转运，即膜动转运。其中向内摄入为入胞作用，向外释放为出胞作用。摄取固体颗粒时称为吞噬，摄入液体物质是称为胞饮。一些大分子物质如蛋白质、多肽等，能够通过入胞作用形成吸收。但对一般药物的吸收意义不大。
——慈小燕,崔涛,武卫党,谷元,伊秀林.药物的跨膜转运机制研究进展[J].药物评价研究,2018,41(06):973-979.
