互动科普

毒和药，有什么区别？

2005年，美国上市了一种治疗糖尿病（血液中的糖含量异常高的病）的新药。这个名为“百泌达”（Byetta）的药，能够有效医治以往无法很好医治的患者，所以一时成为一个热门话题（2010年在中国上市）。

此药居然是从生活在美国南部到墨西哥北部的“美洲毒蜥”的毒中发现。美洲毒蜥的下颚会分泌一种名为Exendin-4的物质。此种物质能够降低血糖，从而使被它咬伤的人出现低血糖症状甚至死亡。

糖尿病患者的常态是高血糖，能否利用这种毒素来降低糖尿病患者的血糖值？基于这个想法，新药创制开始了。在解明Exendin-4的降血糖机制、调查研究了用药剂量之后，治疗糖尿病的新药“百泌达”诞生了。这个例子似乎足以说明了“毒和药之间的距离是非常非常近的（犹如只隔一张薄纸）”。

毒和药，究竟是什么？能够对包括人类在内的生物体产生影响的物质，称为“生物活性物质”。只不过这些生物活性物质对人产生好作用时称为药，反之就称为毒。所以，硬是要把一种物质定义为毒或者药是不对的。

内服药，吃下去了是不会被消化的！

吃了头痛药，头就不痛了；吃了肠胃药，肠胃的恶心不适就会好很多。同样是药，为什么起到药效的地方不同呢？让我们来看看药是如何到达患部的。

实际上，药里含有的对身体起作用的物质（有效成分）大多是微乎其微的。例如，治疗阿尔茨海默病（通常所说的老年前期痴呆）的药“安理申”（Aricept），其标示为3毫克的药片中，只是说有效成分多奈哌齐（Donepezil）3毫克。其他的大部分是为了保证药片成型而添加的淀粉、乳糖、食用色素等添加剂。

我们吃下去的内服药首先在胃里被溶化，有效成分从药片中释放出来。这时,有效成分基本上不会被消化，而是原封不动地被小肠吸收（1）。然后，被吸收的药进入血液，首先进入肝脏集中起来。肝脏改变从体外进入的物质分子的形状，起所谓的“解毒”作用。正如前面所说的那样，对于人体，毒和药是没有区别的。因此，一部分药的分子结构被改变，就立刻失效了（2）（但也可能保持一定药效，或者产生毒性）。

剩下的没有被肝脏改变分子结构的药，被心脏输送到全身（3）。然后，药穿过毛细血管壁，进入全身的细胞。其中只有进入患部细胞中的药才是发挥药效的（4）。由于小肠对药的吸收需要经过一段时间才能完成，所以，表现出药效的时间也比较长。

综上所述，药物实际上不仅仅被送到患部，而是在全身循环。吃了头痛药头就不痛了，并不是说药仅仅到达头部。

那么，注射药物（静脉注射）怎样起到作用呢？注射药物和吃下去的内服药不同，它经静脉注射马上进入血液，在全身循环。因此，注射药物能使体内的药物浓度立刻上升，药效显现得快。相反地，内服药如果被肝脏改变分子形状，药效可能立刻降低。此外还有外贴的膏药，药物被所贴皮肤处的毛细血管吸收，传递到全身。所以，外贴膏药具有吸收速度可调节的特点，可以延长药效持续时间。灵活运用这些特点，选择和药物相适应的用药方法，可以更有效地利用药物。

图1. 吃下去的内服药长途跋涉，到达患部

我们用插图来表示内服药是如何扩散到全身的（1～4）。有药的地方用粉红色表示。内服药被小肠慢慢吸收，经过一段时间才能扩散到全身，也就是说即效性差。内服药虽然不能马上见效，但是药效持续的时间却比较长。

阿司匹林镇痛的机制是什么？

镇痛药阿司匹林（Aspirin）是世界上销量最高的药。根据2006年的统计，全世界每年生产的阿司匹林为5万吨之巨。以阿司匹林为例，来看看药物是如何发挥药效的。

通常，药物是和蛋白质相结合，使之功能发生改变而发挥药效的。也许你会认为蛋白质就是肉和鸡蛋里的营养成分。但这只是蛋白质的一个侧面，实际上，蛋白质就是制造我们人体的“万能材料”。

例如，肌肉或者心脏、头发等，人体的所有组织都是由蛋白质构成的。体内还有负责“信息传递”的蛋白质，甚至还有起“催化剂”作用的蛋白质，它促使体内所必需的化学反应容易发生。这类蛋白质称为“酶”。也就是说蛋白质是生命活动不可或缺的物质。

让我们用偏头痛为例来说明阿司匹林的作用。偏头痛的原因之一是脑血管有炎症。发炎时，脑血管中被称为环氧化酶（COX）的蛋白质，会制造名为前列腺素（Prostaglandin）的物质。这种前列腺素会作用于附近的痛觉神经，加强疼痛的传递。结果，头痛就产生了。

阿司匹林会连接在这个环氧化酶（COX）上，妨碍它制造前列腺素。结果是使前列腺素减少，头痛就得到缓解了。

实际上，人体内大约有10万种蛋白质。所谓药物，就是具有能够选择这些蛋白质中的某些蛋白质为目标，从而连接在这些蛋白质上面的成分。

为什么治疗花粉症的药会引起嗜睡？

在本文开头我们介绍了把毒变成药的例子。相反，药也会变成毒。不希望药产生的作用，就是“副作用”，也就是药具有的毒性。

副作用产生的原因之一就是，药物进入血液，在全身循环。让我们看看治疗花粉症及其他过敏反应的常用药——抗组胺药（Antihistamines）的作用机制。抗组胺药具有嗜睡的副作用。

当花粉等致敏物质进入体内时，对它们发生反应的免疫细胞就会分泌出组胺（Histamine）（1-1）。这种组胺会连接在鼻黏膜细胞表面上的被称为“组胺受体”（Histamine receptor）的蛋白质上面，产生大量的鼻涕。这就是过敏反应的机制（1-2）。抗组胺药就是让药物本身和组胺受体连接，以阻碍组胺和组胺受体连接，其结果是止住了鼻涕（1-3）。

但是，脑内的神经细胞上也存在这个组胺受体。在脑内的这个组胺受体的存在和过敏无关（2-1），它和维持集中力和判断力等觉醒状态有关。传递到脑内的抗组胺药也把脑内神经细胞上存在的这个组胺受体关闭了。因此，就引起了使人集中力变差、犯困等副作用（2-3）。以这种机制产生嗜睡副作用的抗组胺药有“氯马斯汀”（Clemastine）等。

改变药物的分子形状，抑制副作用

最近，稍作改变使其不能侵入脑内的抗组胺药上市，它们是非索非那定（Fexofenadine）和氯雷他定（Loratadine）（1-4，2-4）。这些药物的结构有所改变，能穿过其他血管壁，但不能穿过脑血管壁，这样，既具有抗过敏作用，又抑制了嗜睡的副作用。

图2. 抗组胺药为什么有嗜睡的副作用？

图中显示了抗组胺药被送到鼻黏膜上时如何止住鼻涕（1）和被送到脑内如何引起嗜睡（2）。

（本文发表于《科学世界》2015年第11期）