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限速步骤

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在化学中,许多催化反应都有一个**限速步骤**。催化剂是反应发生所必需的;如果已经没有空闲的催化剂了,这个过程就已经达到最大效率了哦。也就是说,再加入更多待转化的化学物质,也不会让过程变快,或提高最终产物的总浓度。

在药物化学中,这通常指参与药物代谢的一种酶。一旦没有更多游离催化剂可用,反应就达到了它的最高速度。这一点对前药尤其重要呢:前药在摄入时本身是惰性的,但会被代谢成活性形式。如果将药物转化为(更)活性形式所需的酶已经饱和,活性物质的生成速度就无法再提高。这会导致活性物质积累得更慢,并可能出现**天花板效应**:继续增加药物并不会让使用者的药效更强,虽然它可能会延长体验并加重副作用。

受限速步骤影响的前药

可待因

可待因(3-甲基吗啡)是吗啡的前药。虽然可待因本身也有一些活性,但它绝大多数药理活性都来自其转化为吗啡的过程。可待因会在肝脏中经由P450 CYP2D6酶代谢为吗啡。过量可待因会使这些酶饱和,从而在约400mg处产生“天花板效应”,也就是继续增加剂量并不会提高血液中的吗啡浓度。因此,相比其他阿片类药物,可待因在过量时是*相对*安全的;当然,这可不等于不需要谨慎哦。

可待因(3-甲基吗啡)的近亲化合物3-乙基吗啡也是如此。乙基吗啡同样由CYP2D6代谢。

利右苯丙胺

另一种前药是利右苯丙胺,它会被红细胞代谢为右旋苯丙胺。由于所需催化剂会变得饱和,快速提高剂量很快就会出现收益递减。到这个阶段后,摄入更多只会延长时长,而不会增强药效强度。因此,与其活性形式右旋苯丙胺相比,利右苯丙胺带来的体验强度较低、持续时间更长呢。

赛洛西宾

赛洛西宾是赛洛辛的前药,而赛洛辛是赛洛西宾蘑菇中的活性成分。赛洛西宾转化为赛洛辛的过程发生在胃中,这可能会延迟旅程的药效发作。有些人会在摄入前用柠檬汁浸泡蘑菇。这种“柠檬法”据称可以提前启动赛洛西宾到赛洛辛的转化,从而促成更快的药效上升。遗憾的是,证据表明柠檬汁不足以催化这一反应,因此柠檬法看起来更像是一种都市药物传说嘛。

酒精代谢

酒精会在肝脏中代谢为乙醛,但这是一个复杂系统,其中若干步骤都可能具有自我限制性。因此,引入某种能提高其中一个组成部分转化速率的物质,可能会使转化过程中的其他步骤转而成为限速步骤。也就是说,并没有确定可靠的方法可以提高肝脏中的酒精代谢速度。

参考文献

  1. [https://en.wikipedia.org/wiki/Rate-determining_step]
  2. Zhurong Liu et al. (1995) Evidence for a role of cytochrome P450 2D6 and 3A4 in ethylmorphine metabolism, retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1364985/pdf/brjclinpharm00013-0077.pdf
  3. https://www.researchgate.net/publication/22967212_Rate-Limiting_Steps_in_Ethanol_Metabolism_and_Approaches_to_Changing_These_Rates_Biochemically