药物代谢动力学PharmacokineticsPPT学习教案

会计学1研究药物在研究药物在机体的影响机体的影响下所发生的下所发生的变化及其规变化及其规律，即体内律，即体内药物浓度随药物浓度随时间变化的时间变化的动力学规律动力学规律分布分布代谢代谢排泄排泄吸收吸收应用数学原理和应用数学原理和方法阐释药物在方法阐释药物在体内的动态规律体内的动态规律药物代谢动力学药物代谢动力学（Pharmacokinetics）第1页/共76页Dose of drug administrationDrug concentration in systemic circulationDrug in tissues of distributionDrug metabolism or excretedDrug concentration at site of actionPharmacologic effectClinical responseToxicityEfficacyPharmacokineticsPharmacodynamicsAbsorptionDistributionElimination(改自改自Katzungs Basic & clinical pharmacology.)第2页/共76页第一节第一节 药物分子的跨膜转运药物分子的跨膜转运Drug Transport第3页/共76页一、药物通过细胞膜的方式一、药物通过细胞膜的方式：简单扩散简单扩散载体转运载体转运l 主动转运主动转运l 易化扩散易化扩散第4页/共76页特点：特点： l转运速度与药物脂溶度（转运速度与药物脂溶度（脂溶性脂溶性）成正）成正比比l顺浓度差，不耗能。顺浓度差，不耗能。l转运速度与浓度差成正比转运速度与浓度差成正比l转运速度与药物解离度转运速度与药物解离度 ( (pKa) ) 有关有关1简单扩散简单扩散 (Simple diffusion, Passive diffusion) 非极性药物分子以其所具有的脂溶性直接溶于非极性药物分子以其所具有的脂溶性直接溶于膜的脂质层而顺浓度差通过细胞膜，是一种被动转膜的脂质层而顺浓度差通过细胞膜，是一种被动转运方式，又称被动扩散。运方式，又称被动扩散。第5页/共76页酸性药酸性药 (Acidic drug): HA H+ + A 碱性药碱性药 (Alkaline drug): BH+ H+ + B (分子型分子型)u离子障离子障（ion trapping）：）： 分子状态分子状态 极性低，疏水而亲脂，易于通过细胞膜极性低，疏水而亲脂，易于通过细胞膜 离子状态离子状态 极性高，亲水，不溶于脂，不易通过极性高，亲水，不溶于脂，不易通过 分子状态药物越多，通过膜的药物越多分子状态药物越多，通过膜的药物越多 分子状态药物越少，通过膜的药物越少分子状态药物越少，通过膜的药物越少第6页/共76页Ka = pKa = - lgKa = pH - lg A HA10pH-pKa =酸性药酸性药pH和和pKa决定药物分子解离多决定药物分子解离多少少双侧取负对数双侧取负对数： A HA H+ A HAHA H+ + A 第7页/共76页Ka = H+ B BH+pKa = -lgKa =pH - lg B BH+ BH+ B10pKa-pH =碱性药碱性药:BH+ H+ + B (分子型分子型)pKa - pH = -lg B BH+第8页/共76页 A + H+HAHAH+ + A A HA10pH-pKa =pH=7.4pH=5.4xx0.1x 10 x说明一个说明一个pKa为为6.4的弱酸性药物的离子障作用的弱酸性药物的离子障作用= 107.4-6.4 = 10 A HA10pH-pKa = 105.4-6.4 = 10-1总量总量11x总量总量1.1x第9页/共76页 水溶性小分子药物借助流体静压或渗透压随体水溶性小分子药物借助流体静压或渗透压随体液通过细胞膜的水通道，为被动转运方式液通过细胞膜的水通道，为被动转运方式。2. 滤过滤过(又称水溶性扩散又称水溶性扩散)（Filtration, aqueous diffusion）体内大多数细胞，如体内大多数细胞，如肠黏膜、泌尿道上皮细胞肠黏膜、泌尿道上皮细胞的细胞膜孔道直径约的细胞膜孔道直径约48（1=10 10m ），仅水），仅水、尿素等分子量小于、尿素等分子量小于100 150Da的小分子水溶性物的小分子水溶性物质能通过。质能通过。大多数毛细血管上皮细胞间的孔隙较大，直大多数毛细血管上皮细胞间的孔隙较大，直径直径可达径直径可达40以上，约以上，约60120，分子量，分子量20000-30000Da的药物也能通过，所以绝大多数的药物也能通过，所以绝大多数药物可经毛细血管上皮细胞间的孔隙滤过。药物可经毛细血管上皮细胞间的孔隙滤过。第10页/共76页3.载体转运载体转运 (carrier-mediated transport)载体转运的特点载体转运的特点:对转运物质有选择性（对转运物质有选择性（specificity）；）；因药物必须与数量有限的载体结合才能因药物必须与数量有限的载体结合才能通过细胞膜，故具有饱和性通过细胞膜，故具有饱和性(saturation)；结构相似的药物或内源性物质可竞争同结构相似的药物或内源性物质可竞争同一载体而具有竞争性一载体而具有竞争性(competition)，并可发，并可发生竞争性抑制生竞争性抑制(competitive inhibition)。第11页/共76页(1)主动转运主动转运 (Active transport)需依赖细胞膜内特异性载体转运需依赖细胞膜内特异性载体转运,需需要耗能。要耗能。特点：特点：逆浓度梯度，耗能逆浓度梯度，耗能选择性选择性饱和性饱和性竞争性竞争性第12页/共76页(2)易化扩散易化扩散 (Facilitated diffusion; Carrier-mediated diffusion) 需特异性载体，顺浓度梯度，不需特异性载体，顺浓度梯度，不耗能，是一种被动转运。耗能，是一种被动转运。第13页/共76页2. 药物浓度差以及细胞膜的通透性、面积和药物浓度差以及细胞膜的通透性、面积和厚度厚度二、影响药物通透细胞膜的因素二、影响药物通透细胞膜的因素1. 药物的解离度和溶液的酸碱度药物的解离度和溶液的酸碱度3. 血流量：血流量的改变影响细胞膜两侧浓血流量：血流量的改变影响细胞膜两侧浓度差度差4. 细胞膜转运蛋白的量和功能细胞膜转运蛋白的量和功能第14页/共76页Fick扩散律扩散律 （Ficks Law of Diffusion）通透量通透量=浓度差（浓度差（C1-C2）面积 通透系数厚度(单位时间分子数单位时间分子数)第15页/共76页第16页/共76页一、吸收一、吸收 (Absorption)：自用药部位进自用药部位进入血液循环的过程。入血液循环的过程。(1) 口服给药口服给药大多数药物在胃肠道内是以简单扩散方式被大多数药物在胃肠道内是以简单扩散方式被吸收的。吸收的。吸收部位主要在小肠。吸收部位主要在小肠。停留时间长，经绒毛吸收面积大停留时间长，经绒毛吸收面积大毛细血管壁孔隙大，血流丰富毛细血管壁孔隙大，血流丰富pH5.- 8.，对药物解离影响小，对药物解离影响小1. 消化道给药消化道给药第17页/共76页第18页/共76页首过消除首过消除 (First pass eliminaiton) 从胃肠道吸收入门静脉系统的药物在到从胃肠道吸收入门静脉系统的药物在到达全身血循环前必先通过肝脏，如果肝脏对达全身血循环前必先通过肝脏，如果肝脏对其代谢能力很强，或由胆汁排泄的量大，则其代谢能力很强，或由胆汁排泄的量大，则使进入全身血循环内的有效药物量明显减少使进入全身血循环内的有效药物量明显减少，这种作用称为首过消除。，这种作用称为首过消除。 有些药物在被吸收进入肠壁细胞内而被有些药物在被吸收进入肠壁细胞内而被代谢一部分也属首过消除。代谢一部分也属首过消除。 第19页/共76页(2) 舌下给药与直肠给药舌下给药与直肠给药舌下舌下(sublingual)及直肠及直肠( rectum)给药给药在一定程度上可避免首关消除，吸收在一定程度上可避免首关消除，吸收也较迅速。也较迅速。舌下给药可通过血流丰富的颊黏膜吸舌下给药可通过血流丰富的颊黏膜吸收，可直接进入全身循环。收，可直接进入全身循环。直肠中下段的毛细血管血液流入下痔直肠中下段的毛细血管血液流入下痔静脉和中痔静脉和中痔静脉，然后进入下腔静脉静脉，然后进入下腔静脉，其间不经过肝脏。，其间不经过肝脏。第20页/共76页(1) 静脉注射给药静脉注射给药(Intravenous) 直接将药物注入血管直接将药物注入血管(2) 肌肉注射和皮下注射肌肉注射和皮下注射 (Intramuscular and subcutaneous injection)l被动扩散过滤，吸收快而全被动扩散过滤，吸收快而全l毛细血管壁孔隙直径毛细血管壁孔隙直径40以上，大多水溶，大多水溶性药可滤过性药可滤过2. 注射给药注射给药(3) 其他：动脉内和鞘内注射给药其他：动脉内和鞘内注射给药第21页/共76页3. 呼吸道吸入给药呼吸道吸入给药 (Inhalation) 气体和挥发性药物（全麻药）直接进入气体和挥发性药物（全麻药）直接进入肺泡，吸收迅速肺泡，吸收迅速u肺泡表面积大（肺泡表面积大（100-200m2）u血流量大血流量大(肺毛细血管面积约肺毛细血管面积约80m2 ) 经皮给药经皮给药 (Transdermal) 脂溶性药物可通过皮肤进入血液。脂溶性药物可通过皮肤进入血液。 4. 局部用药局部用药第22页/共76页二、分布二、分布 (Distribution) 药物一旦被吸收进入血循环内，便药物一旦被吸收进入血循环内，便可能分布到机体的各个部位和组织。药可能分布到机体的各个部位和组织。药物吸收后从血循环到达机体各个部位和物吸收后从血循环到达机体各个部位和组织的过程称为分布（组织的过程称为分布（distribution）。）。第23页/共76页影响药物分布的因素影响药物分布的因素脂溶度脂溶度局部局部 pH 和药物离解度和药物离解度毛细血管通透性毛细血管通透性组织通透性及特殊组织的屏障作用组织通透性及特殊组织的屏障作用药物转运载体的数量和功能药物转运载体的数量和功能器官和组织血流量和组织大小器官和组织血流量和组织大小与血浆蛋白和组织结合与血浆蛋白和组织结合第24页/共76页（一）药物与血浆蛋白结合（一）药物与血浆蛋白结合DPPTKD +DD 可逆性结合，结合可逆性结合，结合量与量与D、PT和和KD有有关关 有饱和性有饱和性 DP不能通过细胞膜不能通过细胞膜 非特异性和竞争性非特异性和竞争性DP DP 大多数药物在血大多数药物在血浆中均可与血浆蛋浆中均可与血浆蛋白不同程度地结合白不同程度地结合而形成结合型药物而形成结合型药物，它与未结合的游，它与未结合的游离型药物同时存在离型药物同时存在于血液中，并以一于血液中，并以一定百分数的结合率定百分数的结合率而达到平衡。而达到平衡。DP是药物在体内的一是药物在体内的一种暂时贮存形式种暂时贮存形式第25页/共76页 吸收的药物通过循环迅速向全身吸收的药物通过循环迅速向全身组织输送，首先向血流量大的器官分组织输送，首先向血流量大的器官分布，然后向血流量小的组织转移，这布，然后向血流量小的组织转移，这种现象称为种现象称为再分布再分布(redistribution)，如，如静脉注射硫喷妥先在血流量大的脑中静脉注射硫喷妥先在血流量大的脑中发挥麻醉效应，然后由于其脂溶性高发挥麻醉效应，然后由于其脂溶性高又向血流量少的脂肪等组织转移，效又向血流量少的脂肪等组织转移，效应很快消失。应很快消失。（二）器官血流量（二）器官血流量第26页/共76页（三）组织细胞结合（三）组织细胞结合 药物与组织细胞结合是由于药物药物与组织细胞结合是由于药物与某些组织细胞成分具有特殊的亲和与某些组织细胞成分具有特殊的亲和力，使这些组织中的药物浓度高于血力，使这些组织中的药物浓度高于血浆游离药物浓度，使药物的分布具有浆游离药物浓度，使药物的分布具有一定的选择性。一定的选择性。第27页/共76页药物的药物的pKa及体液及体液pH是决定药物分布的是决定药物分布的另一因素，细胞内液另一因素，细胞内液 pH（约为（约为7.0）略低）略低于细胞外液（约于细胞外液（约7.4），弱碱性药物在细），弱碱性药物在细胞内浓度略高，弱酸性药物在细胞外液浓胞内浓度略高，弱酸性药物在细胞外液浓度略高，度略高，根据这一原理，弱酸性药物苯巴比妥中根据这一原理，弱酸性药物苯巴比妥中毒时用碳酸氢钠碱化血液及尿液可使脑细毒时用碳酸氢钠碱化血液及尿液可使脑细胞中药物向血浆转移并加速自尿排泄，是胞中药物向血浆转移并加速自尿排泄，是重要救治措施之一。重要救治措施之一。 （四）体液（四）体液pH及药物的解离度及药物的解离度第28页/共76页1、血脑屏障、血脑屏障 (Blood-brain barrier, BBB)（五）体内屏障（五）体内屏障 脑组织内的毛细血管内皮细胞紧密脑组织内的毛细血管内皮细胞紧密相联，内皮细胞间无间隙，且毛细血管相联，内皮细胞间无间隙，且毛细血管外表面几乎均为星形胶质细胞包围，这外表面几乎均为星形胶质细胞包围，这种特殊结构构成血浆和脑脊液之间的屏种特殊结构构成血浆和脑脊液之间的屏障。障。大分子、脂溶度低、水溶性或解离大分子、脂溶度低、水溶性或解离型及与血浆蛋白结合的型及与血浆蛋白结合的DP不能通不能通过过也有载体转运，如葡萄糖可通过也有载体转运，如葡萄糖可通过可改变：如炎症时，通透性可改变：如炎症时，通透性有中枢作用的药物脂溶度高有中枢作用的药物脂溶度高第29页/共76页2、胎盘屏障、胎盘屏障 （Placental barrier）是胎盘绒毛与子宫血窦间的屏障，是胎盘绒毛与子宫血窦间的屏障，是母亲与胎儿间交换营养成分与代谢废是母亲与胎儿间交换营养成分与代谢废物的需要，其通透性与一般毛细管无显物的需要，其通透性与一般毛细管无显著差别，著差别，几乎所有药物都能穿透胎盘屏几乎所有药物都能穿透胎盘屏障进入胎儿体内，障进入胎儿体内，在妊娠期间应禁用对胎儿发育有影响的在妊娠期间应禁用对胎儿发育有影响的药物。药物。 第30页/共76页3. 血眼屏障（血眼屏障（blood-eye barrier） 吸收入血的药物在房水、晶状体和吸收入血的药物在房水、晶状体和玻璃体等组织的浓度远低于血液；眼科玻璃体等组织的浓度远低于血液；眼科用药多以局部用药为主。用药多以局部用药为主。第31页/共76页三、三、 代谢（代谢（Metabolism, 或生物转化或生物转化 Biotransformation ）部位：部位：步骤步骤： 药物作为外来活性物质，机体要动员各种机药物作为外来活性物质，机体要动员各种机制促其自体内消除。能大量吸收进入体内的药物制促其自体内消除。能大量吸收进入体内的药物多是极性低的脂溶性药物，在排泄过程中易被再多是极性低的脂溶性药物，在排泄过程中易被再吸收，不易消除。体内药物主要经生物转化，并吸收，不易消除。体内药物主要经生物转化，并转化为极性高的水溶性代谢物而利于排出体外。转化为极性高的水溶性代谢物而利于排出体外。生物转化与排泄统称为消除生物转化与排泄统称为消除( (elimination) )。主要在肝脏，其它如胃肠、肺、皮肤、主要在肝脏，其它如胃肠、肺、皮肤、肾肾分分相和相和相两步反应相两步反应第32页/共76页I相反应（相反应（Phase I）相反应相反应(Phase )氧化、还原、水解氧化、还原、水解引入或脱去基团引入或脱去基团（-OH、-CH3、-NH2、-SH)内源性葡萄糖苷酸、硫酸、内源性葡萄糖苷酸、硫酸、醋酸等与药物或醋酸等与药物或I相反应相反应的代谢物的代谢物结合生成极性很高的代谢产物结合生成极性很高的代谢产物第33页/共76页AbsorptionMetabolismEliminationDrugDrugDrugPhase Phase Activity or Inactive drugmetaboliteConjugateConjugateConjugateHydrophilicLipophilicPhaseand phase reactions in drug biodisposition.(引自引自Katzungs Basic & clinical pharmacology.)第34页/共76页 细胞色素细胞色素P450（cytochrome P450或或CYP450, 简称简称CYP）：是一类亚铁血红）：是一类亚铁血红素素-硫醇盐蛋白（硫醇盐蛋白（heme-thiolate proteins）的超家族，参与内源性物质和包括药）的超家族，参与内源性物质和包括药物、环境化合物在内的外源性物质的代物、环境化合物在内的外源性物质的代谢。谢。药物氧化代谢药物氧化代谢细胞色素细胞色素P450单氧化酶系单氧化酶系第35页/共76页酶诱导可引起合用的底物药物代谢速酶诱导可引起合用的底物药物代谢速率加快，因而药理作用和毒性反应增强率加快，因而药理作用和毒性反应增强或减弱。或减弱。有些药物可抑制肝微粒体酶的活性，有些药物可抑制肝微粒体酶的活性，导致同时应用的一些药物代谢减慢。这导致同时应用的一些药物代谢减慢。这类抑制物和药物代谢酶结合，竞争性抑类抑制物和药物代谢酶结合，竞争性抑制其他底物的代谢。制其他底物的代谢。药物代谢酶的诱导与抑制药物代谢酶的诱导与抑制第36页/共76页四、四、 排泄排泄 (Excretion)：肾脏（主要）肾脏（主要）消化道消化道肺肺皮肤皮肤唾液唾液乳汁等乳汁等途径途径第37页/共76页1. 肾小球滤过肾小球滤过：取决于肾小球滤过率及药物分子量：取决于肾小球滤过率及药物分子量2. 肾小管重吸收肾小管重吸收：取决于药物的性质及尿液的：取决于药物的性质及尿液的pH值，当尿液酸性增高时，碱性药物解离程度随之值，当尿液酸性增高时，碱性药物解离程度随之增高，重吸收减少，酸性药物则相反。而尿液碱增高，重吸收减少，酸性药物则相反。而尿液碱性增高时，酸性药物解离程度随之增高，重吸收性增高时，酸性药物解离程度随之增高，重吸收减少，碱性药物相反。减少，碱性药物相反。 3. 肾小管分泌肾小管分泌：近曲小管细胞能以主动近曲小管细胞能以主动转运转运方式将方式将药物自血浆分泌入肾小管内。药物自血浆分泌入肾小管内。同类药物之间存在同类药物之间存在竞争性抑制。如青霉素与丙磺舒之间竞争性抑制竞争性抑制。如青霉素与丙磺舒之间竞争性抑制。（一）肾脏排泄（一）肾脏排泄（最主要的排泄途径）（最主要的排泄途径）第38页/共76页第39页/共76页1. 药物可通过胃肠道壁脂质膜自血浆内以简单药物可通过胃肠道壁脂质膜自血浆内以简单扩散方式排入胃肠腔内，位于肠上皮细胞膜上扩散方式排入胃肠腔内，位于肠上皮细胞膜上的的P-糖蛋白也可直接将药物及其代谢产物从血糖蛋白也可直接将药物及其代谢产物从血液内分泌排入肠道。液内分泌排入肠道。 2. 肠肝循环：肠肝循环：被分泌到胆汁内的药物及其代谢被分泌到胆汁内的药物及其代谢产物经由胆道及胆总管进入肠腔，然后随粪便产物经由胆道及胆总管进入肠腔，然后随粪便排泄出去，经胆汁排入肠腔的药物部分可再经排泄出去，经胆汁排入肠腔的药物部分可再经小肠上皮细胞吸收经肝脏进入血液循环，这种小肠上皮细胞吸收经肝脏进入血液循环，这种肝脏、胆汁、小肠间的循环称肠肝循环（肝脏、胆汁、小肠间的循环称肠肝循环（enterohepatic cycle）。）。（二）消化道排泄（二）消化道排泄第40页/共76页（三）其他排泄途径（三）其他排泄途径经肺、乳汁、汗腺和泪液及唾液腺等经肺、乳汁、汗腺和泪液及唾液腺等途径排泄。途径排泄。第41页/共76页第42页/共76页房室概念将身体视为一系统，按动力学房室概念将身体视为一系统，按动力学特点分若干房室；特点分若干房室；房室被视为假设空间，与解剖部位或生房室被视为假设空间，与解剖部位或生理功能无关，只要转运速率相同的部位均理功能无关，只要转运速率相同的部位均视为同一房室；视为同一房室；因药物可进、出房室，故称开放性房室因药物可进、出房室，故称开放性房室系统；系统；通常有两种开放性模型，即开放性一室通常有两种开放性模型，即开放性一室模型和开放性二室模型。模型和开放性二室模型。第43页/共76页一房室模型：一房室模型：给药后，体内药物瞬时在各部位达给药后，体内药物瞬时在各部位达到平衡，即给药后血液中依度和全身各组织器官部到平衡，即给药后血液中依度和全身各组织器官部位浓度迅即达到平衡。位浓度迅即达到平衡。二房室模型：二房室模型：药物在某些部位的药物浓度和血液药物在某些部位的药物浓度和血液中的浓度迅速达平衡，而在另一些部位中的转运有中的浓度迅速达平衡，而在另一些部位中的转运有一速率过程，但彼此近似，前者被归并为中央室，一速率过程，但彼此近似，前者被归并为中央室，后者则归并成为周边室。后者则归并成为周边室。三房室模型：三房室模型：若转运到外周室的速率过程有较明若转运到外周室的速率过程有较明显快慢之分，则成为显快慢之分，则成为三房室模型。三房室模型。第44页/共76页 二室模型计算公式：二室模型计算公式：Ct=Ae t+Be t Ct: t 时血浆药物浓度时血浆药物浓度 : 分布速率常数分布速率常数 : 消除速率常数消除速率常数B 相外延至纵轴的截相外延至纵轴的截距距A 实测浓度和实测浓度和 相各相应相各相应 t 时浓度之差形成的时浓度之差形成的直线在纵轴上的截距直线在纵轴上的截距e: 自然对数之底自然对数之底2.718斜率斜率= - /2.303斜率斜率=-/2.303第45页/共76页第46页/共76页 体内药物浓度因不断消除而随时间变化可用体内药物浓度因不断消除而随时间变化可用下式表示：下式表示： 一级消除动力学一级消除动力学 (First order elimination kinetics )： n = 1 dC/dt = - KeC零级消除动力学零级消除动力学 (Zero order elimination kinetics) n = 0 dC/dt = -KdC/dt = - KeCn消除速率常数消除速率常数(Rate constant for elimination)第47页/共76页时间时间时间时间零级零级一级一级零级零级对数浓度对数浓度一级一级浓度浓度第48页/共76页一、一级消除动力学一、一级消除动力学1. 一级消除动力学是体内药物在单位时间内消除一级消除动力学是体内药物在单位时间内消除的药物百分率不变，也就是体内药物按恒定比的药物百分率不变，也就是体内药物按恒定比例消除，单位时间内消除的药物量与血浆药物例消除，单位时间内消除的药物量与血浆药物浓度成正比。浓度成正比。2. 药药-时曲线在常规坐标图上作图时呈曲线，在时曲线在常规坐标图上作图时呈曲线，在半对数坐标图上则为直线，呈指数衰减，故一半对数坐标图上则为直线，呈指数衰减，故一级动力学过程也称为线性动力学过程。级动力学过程也称为线性动力学过程。3. 药物在体内消除时血浆药物浓度衰减规律的方药物在体内消除时血浆药物浓度衰减规律的方程式为：程式为：dC/dt = -KeC 第49页/共76页二、零级消除动力学二、零级消除动力学dC/dt = -K0Ct=-K0t+C01. 零级消除动力学是药物在体内以恒定的速率零级消除动力学是药物在体内以恒定的速率消除，即不论血浆药物浓度高低，单位时间消除，即不论血浆药物浓度高低，单位时间内消除的药物量不变。内消除的药物量不变。2. 药药-时曲线在半对数坐标图上为曲线，故也称时曲线在半对数坐标图上为曲线，故也称为非线性动力学过程。为非线性动力学过程。3. 药物在体内的消除能力达到饱和。药物在体内的消除能力达到饱和。第50页/共76页三、混合消除动力学三、混合消除动力学 一些药物在体内可表现为混合一些药物在体内可表现为混合消除动力学，即在低浓度或低剂量消除动力学，即在低浓度或低剂量时，按一级动力学消除，达到一定时，按一级动力学消除，达到一定高浓度或高剂量时，按零级动力学高浓度或高剂量时，按零级动力学消除。消除。第51页/共76页第五节第五节 Time course of drug concentration体内药物的药量体内药物的药量- -时间关系时间关系第52页/共76页时时 间间(min)血浆药物浓度血浆药物浓度 (mg/L)口口 服服静脉注射静脉注射一、一次给药一、一次给药第53页/共76页Time(hour)Plasma concentration峰浓度（峰浓度（Cmax） 一次给药后的最高浓度一次给药后的最高浓度 此时吸收和消除达平衡此时吸收和消除达平衡达峰时间达峰时间(Tmax)曲线下面积曲线下面积单位：单位：ng h/mL 反映药物体内总量反映药物体内总量Area under curve (AUC)第54页/共76页（1）稳态血药浓度）稳态血药浓度 (Steady-state concentration) 目的：多次给药使血药浓度达有效范围目的：多次给药使血药浓度达有效范围Css.maxCss.min第55页/共76页 约经约经4-5个半衰期个半衰期 与剂量无关与剂量无关时间（半衰期）时间（半衰期）血药浓度血药浓度 与给药间隔和剂量相关与给药间隔和剂量相关 与生物利用度和清除率相关与生物利用度和清除率相关达到稳态达到稳态的时间的时间稳态浓度稳态浓度的高低的高低第56页/共76页时间时间 （半衰期）（半衰期）累积量累积量消除量消除量血浆药物浓度（血浆药物浓度（% 稳态稳态）87.5 9497第57页/共76页药物代谢动力学重要参数药物代谢动力学重要参数Important Parameters in Pharmacokinetics 第六节第六节第58页/共76页一、消除半衰期（一、消除半衰期（Half-life, t1/2）血浆药物浓度消除一半所需要的时间血浆药物浓度消除一半所需要的时间1. 按一级动力学消除的药物的按一级动力学消除的药物的t1/2计算计算： t1/2 = 0.693/Ket1/2与浓度无关，为恒定值与浓度无关，为恒定值第59页/共76页2. 按零级动力学消除的药物的按零级动力学消除的药物的t1/2计算：计算： t1/2 = 0.5 C0/Ke药物达一定浓度，机体消除能力达最药物达一定浓度，机体消除能力达最大后的消除动力学。大后的消除动力学。因消除能力饱和，单位时间消除药量因消除能力饱和，单位时间消除药量不变，不变， t1/2与药物浓度初始浓度成正比与药物浓度初始浓度成正比，给药剂量越大，给药剂量越大， t1/2越长。越长。第60页/共76页二、清除率二、清除率 (Clearance，CL)是机体消除器官在单位时间内清除药物的是机体消除器官在单位时间内清除药物的血浆容积，也就是单位时间内有多少毫升血浆容积，也就是单位时间内有多少毫升血浆中所含药物被机体清除。血浆中所含药物被机体清除。 单位：单位： ml/min 或或L/h CL=CL肾脏肾脏CL肝脏肝脏CL其它其它 计算公式：计算公式： CL = A/AUC（A为体内药物总量）为体内药物总量）第61页/共76页三、表观分布容积三、表观分布容积Vd=AC(Volume of distribution) 当血浆和组织内药物分布达到平衡当血浆和组织内药物分布达到平衡后，体内药物按此时的血浆药物浓度在后，体内药物按此时的血浆药物浓度在体内分布时所需体液容积称表观分布容体内分布时所需体液容积称表观分布容积（积（Vd）。）。A:体内药物总量体内药物总量C:血浆和组织内药物达血浆和组织内药物达到平衡时的血浆药物浓到平衡时的血浆药物浓度度Vd非体内生理空间，可以推测药物在体内非体内生理空间，可以推测药物在体内的分布情况。的分布情况。第62页/共76页例：例： 体重体重70Kg的男子，总体液量的男子，总体液量42L（占体重（占体重60%），给予），给予0.5mg 地高辛（地高辛（Digoxin），体），体内的血浆浓度是内的血浆浓度是0.78 ng/ml。Vd=A/C=0.5mg/(0.7810-3)mg/L=641LA=0.5mgC= 0.78 ng/ml=0.7810-3mg/LVd远远大于体液总量，其原因在于它疏水远远大于体液总量，其原因在于它疏水性强，主要分布于肌肉和脂肪组织，血浆内性强，主要分布于肌肉和脂肪组织，血浆内仅有少量药物。仅有少量药物。第63页/共76页表观分布容积的主要意义：表观分布容积的主要意义：根据药物的分布容积，可以计算产根据药物的分布容积，可以计算产生期望浓度所需要给予的药物剂量；生期望浓度所需要给予的药物剂量；根据分布容积的大小，可估算药物根据分布容积的大小，可估算药物的分布范围。的分布范围。第64页/共76页 相对生物利用度相对生物利用度：不同制剂不同制剂AUC比较比较 F = (AUC受试制剂受试制剂 AUC标准制剂标准制剂) 100%四、生物利用度四、生物利用度(Bioavailability) 药物到达全身血循环内的相对量和速度药物到达全身血循环内的相对量和速度 (2) 吸收速度：吸收速度： TmaxF = 100% AUC血管外血管外AUC静注静注 (1) 吸收相对量吸收相对量 绝对生物利用度绝对生物利用度：F=A/D 100%第65页/共76页第七节第七节药物剂量的设计和优化药物剂量的设计和优化第66页/共76页一、靶浓度（一、靶浓度（target concentration） 有效而不产生毒性反应的稳态血浆药物浓度（有效而不产生毒性反应的稳态血浆药物浓度（Css）根据靶浓度计算给药剂量，制定给药方案。给药后根据靶浓度计算给药剂量，制定给药方案。给药后还应及时监测血药浓度，以进一步调整剂量，使药还应及时监测血药浓度，以进一步调整剂量，使药物浓度始终准确地维持在靶浓度水平。物浓度始终准确地维持在靶浓度水平。Css.max MEC第67页/共76页二、维持量（二、维持量（maintenance dose） 临床多采用多次间歇给药或是持续滴注，临床多采用多次间歇给药或是持续滴注，以使稳态血浆药物浓度维持在一个治疗浓度范以使稳态血浆药物浓度维持在一个治疗浓度范围。因此，要计算药物维持剂量。如以靶浓度围。因此，要计算药物维持剂量。如以靶浓度表示，则为表示，则为: 给药速度：是给药量和给药间隔时间之比，即单位间隔时间的给药量。FCCL给药速度SS第68页/共76页1. 因维持量给药通常需要因维持量给药通常需要4 5个个t1/2才能达才能达到稳态血药浓度，增加剂量或者缩短给到稳态血药浓度，增加剂量或者缩短给药间隔时间均不能提前达到稳态，只能药间隔时间均不能提前达到稳态，只能提高药物浓度，如果急需达到稳态血药提高药物浓度，如果急需达到稳态血药浓度，可用负荷量给药法。浓度，可用负荷量给药法。2. 负荷量是首次剂量加大，然后再给予维负荷量是首次剂量加大，然后再给予维持剂量，使稳态血药浓度（即事先为该持剂量，使稳态血药浓度（即事先为该病人设定的靶浓度）提前产生。病人设定的靶浓度）提前产生。三、负荷量（三、负荷量（loading dose）第69页/共76页血药浓度血药浓度时间时间血药浓度血药浓度时间时间时间时间血药浓度血药浓度三种不同给药方案对稳态血药浓度的影响三种不同给药方案对稳态血药浓度的影响A. 缩短给药时间缩短给药时间B. 增加给药剂量增加给药剂量C.负荷量给药负荷量给药（MEC:最小有效浓度；最小有效浓度； MTC:最小中毒浓度）最小中毒浓度）第70页/共76页四、个体化治疗四、个体化治疗 在制定一个药物的合理治疗方案时，必在制定一个药物的合理治疗方案时，必须知道所用药物的须知道所用药物的F、CL、Vss、t1/2，了解，了解药物的吸收速度和分布特点，并且要根据可药物的吸收速度和分布特点，并且要根据可能引起这些参数改变的患者的情况对剂量进能引起这些参数改变的患者的情况对剂量进行调整。对于某些治疗范围很窄的药物，应行调整。对于某些治疗范围很窄的药物，应测出测出Css.max值，直接估算值，直接估算F、CL、Vss，使，使给药方案较为合理。给药方案较为合理。第71页/共76页细胞膜两侧细胞膜两侧pH对药物跨膜转运的影响及其有关运算对药物跨膜转运的影响及其有关运算；掌握首过消除、生物利用度、表观分布容积的药；掌握首过消除、生物利用度、表观分布容积的药理学意义和计算公式；掌握肝药酶的特性、肝药酶理学意义和计算公式；掌握肝药酶的特性、肝药酶诱导剂、肝药酶抑制剂及其对药物作用的影响；掌诱导剂、肝药酶抑制剂及其对药物作用的影响；掌握肾小管重吸收和肝肠循环的药理学意义及两者对握肾小管重吸收和肝肠循环的药理学意义及两者对药物作用的影响；掌握药物消除及消除速率的基本药物作用的影响；掌握药物消除及消除速率的基本概念，熟悉典型的量效曲线、房室模型、多次定时概念，熟悉典型的量效曲线、房室模型、多次定时定量重复给药的动力学及其计算；掌握药物的消除定量重复给药的动力学及其计算；掌握药物的消除速率常数（速率常数（K）、半衰期（）、半衰期（t1/2）、消除率（）、消除率（Cl）、）、稳态血浓稳态血浓(Css)等的药理学意义及其表达公式。等的药理学意义及其表达公式。一、掌握：一、掌握：总结：总结：第72页/共76页药物的吸收、分布的概念及其影响因素；熟悉药物的吸收、分布的概念及其影响因素；熟悉一级动力学消除及零级动力学消除和应用。一级动力学消除及零级动力学消除和应用。三、了解三、了解：药物跨膜转运的主要形式和特点；了解药物体内药物跨膜转运的主要形式和特点；了解药物体内生物转化（代谢）的概念及主要方式；了解药物生物转化（代谢）的概念及主要方式；了解药物排泄的概念和排泄的主要途径。排泄的概念和排泄的主要途径。二、熟悉二、熟悉：第73页/共76页(一一) 重点重点1. 药物的跨膜转运：被动转运和主动转运。药物的跨膜转运：被动转运和主动转运。2. 吸收、分布、生物转化与排泄及其影响因素。吸收、分布、生物转化与排泄及其影响因素。3. 基本参数及概念：生物利用度、血药峰值浓度、基本参数及概念：生物利用度、血药峰值浓度、血浆半衰期、血浆半衰期、 表观分布容积、清除率和房室概表观分布容积、清除率和房室概念。肝药酶诱导剂及抑制剂，首过消除等基本概念。肝药酶诱导剂及抑制剂，首过消除等基本概念。念。4. 药物消除动力学：零级动力学、一级动力学与药药物消除动力学：零级动力学、一级动力学与药物半衰期物半衰期(t1/2) 的理论与实际意义。连续多次给的理论与实际意义。连续多次给药的血药浓度变化：经药的血药浓度变化：经5个个t1/2血药浓度达稳态坪血药浓度达稳态坪值；首次负荷剂量。值；首次负荷剂量。(二二) 难点难点 药代动力学数据的意义和应用药代动力学数据的意义和应用四、重点和难点四、重点和难点第74页/共76页第75页/共76页