第三章药物代谢动力学
第三章 药物代谢动力学
药动学一、名词解释:1.药酶2.微粒体酶3.药酶诱导剂4.药酶抑制剂5.吸收6.分布7.代谢(生物转化) 8.排泄9.肝肠循环10.首过效应〔第一关卡效应)11.血浆半衰期(T1/2) 12.坪值13.一室开放模型14.二室开放模型15.一级动力学16.零级动力学17.一级动力学消除18.零级动力学消除19.血脑屏障20.胎盘屏障21.生物利用度22.被动转运23.生物半衰期二、填空题1.药物必须穿透血脑屏障,才能对________________起作用。
2.药物的生物转化要靠________________的促进,主要是3.有的药物经_______随_______排入_______后,被肠腔再吸收,形成肝肠循环. 4.药物的消除包括_______、_______.5. 大多数药物为弱酸性或弱碱性药物,它们以_______转运方式通过胃肠道粘膜吸收,其吸收速度和量与药物的_______和_______及胃肠道的_______有关.6.碱化尿液可以使苯巴比妥钠从肾排泄_______,使水杨酸钠从肾脏排泄_______。
7.多数药物在肝脏受_______的催化而发生化学变化.8.生物利用度是_______与_______ 的比例。
9.影响药物体内分布的因素有_______、_______、_______、_______。
10。
药物作用的强度和持续时间取决于药物在体内_______、_______。
11.药物药理作用基本上取决于药物在_______的浓度,而药物的_______对此有决定性的影响。
12.欲加快药物的排泄速度可采取_______和_______的方法。
13.药物消除的主要器官是_______、_______。
14。
药物与血浆蛋白结合后具有_______、_______和_______的特点。
15.药物经肝药酶转化后一般其药理作用_______,极性_______。
16._______和_______是导致药物作用消除的主要原因.17.按—级动力学消除药物的特点是其T1/2_______,单位时间内消除的百分率_______,单位时间内消除量与血浆药物浓度______.18.药物代谢动力学基本过程包括______、______、______、______。
药理学第三章药物代谢动力学
药物 + 蛋白质
复合物
无活性、贮存型、难进入组织
一、与血浆蛋白结合率
特点: ① 差异性。 ② 暂时失活和暂时贮存血液中 。 ③ 可逆性。 ④ 饱和性及竞争性。
由于血浆蛋白总量和结合能力有限,加上结合的非特异性,出现两个问题:①当药物结合达到饱和后,继续增加药量,游离型药物浓度增加,出现药物作用或不良反应增强;
二、细胞膜屏障
血脑屏障(BBB):血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞外液间的屏障和由脉络膜丛形成的血浆与脑脊液间的屏障。具有保护脑组织生理屏障作用。分子大、极性高的药物不能通过,流脑时SD易通过 。
01
胎盘屏障:胎盘绒毛与子宫血窦间的屏障。几乎所有药物都能穿过胎盘屏障进入胎儿,只是程度和快慢不同。 另外还有血-眼屏障、血-关节囊屏障
分为简单扩散和滤过扩散两种。
特点:(1)药物顺浓度差转运 不耗能 不需要载体 无饱和限速及竞争性抑制
被动转运(下山转运)
添加标题
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脂溶扩散(lipid diffusion) (简单扩散):大多数药物是通过该方式转运。
影响因素:①膜两侧浓度差:药物在脂质膜的一侧浓度越高,扩散速度越快,当膜两侧浓度相同时,扩散即停止。
代谢的结果:
大多数药物灭活成为无活性的代谢产物; (灭活:药物经转化后活性降低或消失的现象) 少数药物仍有药理活性; (活化:药物经转化后,由无活性转变为有活性的现象。 ) 药物经代谢后水溶性和极性增加。
二、药物转化的酶系统 1、专一性酶:专一性强,主要催化水溶性较大的药物。如AchE、MAO。
2、肝药酶(非专一性酶) 是混合功能氧化酶系统。主要存在于肝细胞内质网上,可促进多种脂溶性药物的转化,其中CYP450酶系统是促进药物转化的主要酶系统。
第3章-药物代谢动力学
D:用药总量。
绝对生物利用度:同一制剂,不同给药途径的AUC
(五)体内屏障
1. 血-脑屏障
脑组织毛细血管内皮细胞间连接紧密,外 表面几乎全部为星形胶质细胞所包围。许多 分子量大、极性高的药物不能穿透,脂溶性 高或分子量小的药物可透过。
Blood-brain barrier limits drug access to brain
(五)体内屏障:
2. 胎盘屏障
2.易化扩散
顺差转运 不消耗能量
需要载体 具有饱和性 具有竞争性
第二节 药物的体内过程
吸收(Absorption) 分布(Distribution) 代谢(Metabolism) 排泄(Excretion)
LOCUS OF ACTION
“RECEPTORS”
Bound
Free
TISSUE RESERVOIRS
药物的影响而出现增强或减弱现象。
药酶诱导药:凡能够增强药酶活性的 药物(巴比妥类、苯妥英钠、利福平 等)。合用时,使其他药效力下降,并 可产生耐受性,应增加其他药的剂量。
药酶抑制药:凡能够减弱药酶活性的 药物(异烟肼、西咪替丁、保泰松等)。 合用时,使其他药效力增强,并可产生 中毒,应减少其他药的剂量。
简单扩散
顺差转运 不消耗能量
无需载体 无饱和性 无竞争性
简单扩散的条件:脂溶性、解离度、浓度差。
绝大多数药物为弱酸性或弱碱性,均有解离型
与非解离型,后者脂溶性高。
现以弱酸性药物为例说明(H-H方程)
HA
H+ + A-
Ka = [H+][A-]
[HA]
- lgKa= -lg [H+][A-] [HA]
第3章 药物代谢动力学
时量关系与量时曲线
Cmax
MEC
Tpeak t 效应持续时间
生物利用度 是指经过肝脏首关消除后能被机体吸收进入体循环 的药物相对量和速度
A
(生物利用度) 生物利用度)
F= D
100 %
受试药AUC
(相对生物利用度)F= 相对生物利用度)
100 %
标准药AUC
A B C
消除半衰期
T =血药浓度下降一半所需要的时间
药物与血浆蛋白结合的特点:饱和性,竞争性
(2)器官血流量 (3)组织亲和力 环境pH pH和药物理化性质 (4)环境pH和药物理化性质 (5)体内屏障 血脑屏障 胎盘屏障
三,生物转化
生物转化是指药物在体内所发生的化学变化 1,转化的场所:主要在肝脏 2,转化的方式:氧化,还原或水解,结合 第一个阶段为氧化,还原或水解 一般分两个阶段: 第二个阶段为结合 3,转化的结果: 活性 无活性 活性 无毒 无活性 有活性 有活性 有毒
1,稳态浓度(Css) 稳态浓度(Css) 血浆清除率(CL) 2,血浆清除率(CL) 消除速率(RE) 3,消除速率(RE) 表观分布容积(Vd) 4,表观分布容积(Vd)
三,连续恒速给药 给药速度与稳态浓度之间的关系 1,稳态浓度随给药速度的快慢而升降 2,达稳态浓度的时间不因给药速度加快而提前 3,静脉恒速滴注时血药浓度可以平稳地达到稳态浓度 4,分次给药虽然平均血药浓度上升与静脉滴注相同,但 分次给药虽然平均血药浓度上升与静脉滴注相同, 实际上血药浓度上下波动, 实际上血药浓度上下波动,给药间隔时间越长波动越 大.
离子障: 非离子型药物可以自由穿过细胞膜, 而离子型药物就被限制在膜的一侧,这 种现象称为离子障.
pKa(药物的解离常数,即药物的解离度) pKa(药物的解离常数,即药物的解离度) =离子型/ 弱酸性药物的离子化程度: pH弱酸性药物的离子化程度: 10pH-pKa =离子型/非离子型 pKa=离子型/ 弱碱性药物的离子化程度: 弱碱性药物的离子化程度: 10pKa-pH =离子型/非离子型 例:某药pKa=3.4 某药pKa=3.4 血浆
第三章 药物代谢动力学
一、药物的跨膜转运
(一) 被动转运 (passive transport)
顺浓度梯度转运或下山转运(down-hill transport)
• 简单扩散(脂溶扩散) 脂溶性药物,大多数药物的转运方式。
• 膜孔转运(水溶扩散) 水溶性的药物,借助膜两侧流体静压
或渗透压而进行的跨膜转运。
如:尿素、乙醇、锂离子
血眼屏障 (blood-ocular barrier)
血-房水 血-视网膜 血-玻璃体
大部分治疗眼病的药物 采用局部给药
胎盘屏障 (placental barrier)
胎儿胎盘绒毛-孕妇子宫血窦
临床意义: 妊娠期禁止使用对胎儿生长发育有影响的药物
妊娠期尽量避免用药
四、代谢(metabolism)
横坐标围成的面积,与药物吸收总量成正比。
三、药动学模型
隔室模型(compartment model)
又称房室模型
把机体假设为一个系统,药物进入体内分 布于其中,根据转运速率的快慢可区分为若干 隔室。
房室被视为一个假设空间,只要体内某些 部位的转运速率相同,均视为同一室。
一室模型
机体
药物
吸收 中央室
解离度 非离子型(脂溶)—— 自由跨膜,容易吸收 离子型(脂不溶) —— 带电荷,不易转运
解离度 pKa
弱酸性或弱碱性有机化合物,在体液中的解离程度 取决于体液的pH值。
• 解离常数Ka的负对数值为pKa,表示药物的解离度。
• pKa指药物解离50%时所在体液的pH值。
• pKa与药物本身属于弱酸性或弱碱性无关 • 离子障:pKa < 3 和 pKa >10 的药物,几乎全部解
➢ 非专一性酶: 微粒体酶: 微粒体混合功能氧化酶系统
药物代谢动力学
36
人类细胞色素P450家族
目前已证实的人CYP家族:
CYP 1-5, 7, 8, 11, 17, 19, 21, 24, 26, 27, 39, 46, 51
功能:
CYP 1, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 3 外来物代谢 CYP 2G1, 7, 8B1, 11, 17, 19, 21, 27A1, 46, 51 内源性类固醇 激素的代谢 CYP 2J2, 4, 5, 8A1 脂肪酸代谢
8
解离性和离子障 (ion trapping)现象
解离性是指水溶性药物在溶液中溶解后 可生成离子型或非离子型。非离子型药物疏 水而亲脂,易通过细胞膜,容易吸收。 离子型分子带有正电荷或负电荷不易跨 膜转运,被限制在膜的一侧,形成离子障(ion trapping)现象。 临床应用的药物多属于弱酸性或弱碱性 药物,它们在不同pH值的溶液中的解离状态 不同。
P.O 门静脉入肝脏 如硝酸甘油不宜口服 药物浓度
首过效应愈强,药物被代谢越多,其血药 浓度也愈低,药效会受到明显的影响。
19
药物的首过效应
药物口服后,经胃肠道到达肝脏,一部分药物将在代 谢酶作用下被代谢
20
① ②
舌下给药(sublingual) 直肠给药(per rectum) 注射给药 静注(intravenous injection,iv) 静滴(intravenous infusion)
30
四、药物代谢
指药物进入机体后,在体内各种酶以及 体液环境作用下,可发生一系列生化反应, 导致药物化学结构发生转变的过程,又称生 物转化(biotransformation)。 药物发生转化的器官主要是肝脏,此外 肠黏膜、肾、肺、体液和血液等组织的酶参 与某些递质和药物的转化或灭活作用。
第三章 药物代谢动力学.2
浓度(mg/L)
25 20 15 10 5 0 0 6 12 时间(h)
维持时间 残留期
18
24
潜伏期
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(一)吸收与浓度-时间曲线
1.同一药物不同给药途径,C-T曲线不同
血管内:呈坡形曲线 血管外:呈峰形曲线
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2.血管外给药的C-T曲线上升段的斜率反应吸 收速度 斜率大,吸收快 斜率小,吸收慢
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一、血药浓度-时间曲线(C-T曲线)
概念:在给药后不同时间采血,测定血药浓 度,以时间为横坐标,以血药浓度为纵坐标, 绘出的图。 C-T曲线可分为3期: 1.潜伏期:指用药到出现疗效的一段时间(静 注给药一般无)。 2.持续期 3.残留期
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浓度-时间曲线
40 35 30
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血眼屏障
• 包括血液与防水,血液与视网膜,血液与 玻璃体屏障结构。 • 脂溶解性小的或者小分子药物比水溶性大 的分子容易通过。如:毒扁豆碱可以通过 而新斯的明不可以通过。
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三.药物代谢
• 部位: 主要发生在肝脏,部分药可以再肝外组织进行代谢。 • 代谢反应: I相代谢:氧化 还原 水解反应 II相代谢:结合反应 主要是葡萄糖醛酸和甘氨酸结合。 • 代谢酶: 专一性酶 非专一性酶:又称为药酶 其中以细胞色素P450酶(CYP450)最重 要
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(二 ) 、随胆汁排泄
• 肝肠循环:指自胆汁排进十二指肠的结合 型药物在肠中经水解后被再吸收的过程。 • 氨苄西林、头孢哌酮、利福平、红霉素等 主要经过胆汁排泄、故可用于敏感菌的肝 胆道感染 • 吗啡中毒采用洗胃
第三章药物代谢动力学
第三章药物代谢动力学学习目标:1.掌握药物的体内过程(吸收、分布、代谢、排泄)、首关消除(首关效应)、酶诱导剂和酶抑制剂、恒比消除和恒量消除、半衰期、稳态血药浓度、生物利用度等概念。
2.熟悉表观分布容积概念。
3.了解其他内容。
基础知识一、药物的跨膜转运:(一)被动转运:简单扩散、滤过、易化扩散。
(二)主动转运。
二、药物的体内过程:吸收、分布、生物转化和排泄。
(一)吸收:药物从给药部位进入血液循环的过程。
给药的途径:1.口服给药:首关消除(首关效应、首关代谢、第一关卡效应):口服药物在从胃肠道进入肠壁细胞和门静脉系统首次通过肝脏时被部分代谢灭活,使进入体循环的有效药量减少的现象。
2.舌下给药:3.直肠给药:4.皮下注射及肌内注射:5.静脉注射和静脉点滴:6.吸入给药:7.皮肤、粘膜给药:(二)分布:药物吸收后从血液循环到达机体各个部位和组织的过程。
影响吸收的因素:血浆蛋白结合率、局部器官血流量、药物与组织的亲和力、体液PH值、体内屏障(血脑屏障、胎盘屏障、血眼屏障)。
(三)生物转化(代谢):进入机体内的药物发生的化学结构变化的过程。
生物转化的主要器官是肝脏。
1.生物转化的意义:灭活和活化。
2.生物转化的方式:Ⅰ相反应:氧化、还原和水解反应,Ⅱ相反应:结合反应。
3.药物生物转化酶系:(1)微粒体酶(2)非微粒体酶4.酶诱导与酶抑制(1)酶诱导:酶活性增强。
药酶诱导剂----凡能使肝药酶活性增强或合成增多的药物。
(2)酶抑制:酶活性降低。
药酶抑制剂----凡能使肝药酶活性降低或合成减少的药物。
(四)排泄:药物原型及其代谢产物经排泄器官或分泌器官排出体外的过程。
排泄的主要器官是肾脏。
1.肾排泄:肾小球滤过、肾小管分泌、肾小球重吸收。
2.胆汁排泄:肝肠循环(肠肝循环):药物随胆汁流入肠腔内重新被吸收入血。
3.乳汁排泄:4.其它:唾液、汗腺等。
三、药物代谢动力学的一些概念:(一)药物消除动力学:1.恒比消除(一级消除动力学):单位时间内消除恒定比例的药物。
《药理学》第3章 药物代谢动力学
Ⅰ相反应指氧化、还原及水解反应,是指机体向原形药物分子加入或从原 形药物分子去除某个极性基团的过程,如加入或去除—OH、—COOH、— NH、—SH或—CH3等。这类化学反应可使大部分有药理活性的药物转化为无 药理活性的代谢物。
2.Ⅱ相反应
Ⅱ相反应指结合反应。经Ⅰ相反应的代谢物或某些原形药物,可与体内的 葡萄糖醛酸、甘氨酸、硫酸、乙酰基等内源性物质在相应基团转移酶的催化下 进行结合反应。结合后的产物药理活性降低或消失,水溶性和极性增加,易经 肾脏排泄。
(二)注射给药
静脉注射或静脉滴注可使药物迅速而 准确地进入体循环,肌内注射及皮下注射 的药物则须通过毛细血管壁吸收进入血液 循环。
药物的吸收速率与注射部位的血流量 及药物的剂型有关。肌肉组织的血流量明 显多于皮下组织,故肌内注射比皮下注射 吸收快。水溶液吸收迅速;油剂、混悬剂 或植入片可在注射局部形成小型储库,吸 收慢,作用持久。
2.药酶 抑制剂
凡能减弱药酶活性或减少药酶生成的药物称为药酶抑制剂,如氯霉素、西 咪替丁、异烟肼等。
四、药物的排泄
(一)肾排泄
1.肾小球滤过 肾小球毛细血管的基底膜通透性较强,除血细胞、大分子物质及与血 浆蛋白结合的药物外,大多数游离型药物及其代谢产物经肾小球滤过进入 肾小管管腔内。
2.肾小管分泌 只有极少数的药物可经肾小管主动分泌排泄。在肾小管上皮细胞内 有两类主动分泌的转运系统,即有机酸转运系统和有机碱转运系统,分 别转运弱酸性药物和弱碱性药物。当分泌机制相同的两类药物经同一载 体转运时,还可发生竞争性抑制。
(二)滤过
滤过(filtration)又称膜孔扩散,是指 直径小于生物膜膜孔的水溶性药物借助膜两 侧的流体静压和渗透压差被水携至低压侧的 过程。毛细血管壁的膜孔较大,多数药物可 以通过;肾小球的膜孔更大,大多数药物及 代谢产物均可经过肾小球滤过而排泄。但多 数细胞膜的膜孔较小,只有小分子药物可以 通过。
临床药物代谢动力学
P-糖蛋白的作用是将药物(包括其他化学物质)从细胞内转运到细胞外,降低细胞内的药物浓度。P-糖蛋白在药物吸收、分布、代谢等过程介导了重要的外排作用 。
药物转运体(举例)
P-糖蛋白在ADME过程介导的外排作用 引自:Lemahieu W, Maes B. Current Enzyme Inhibition, 2007; 3: 217-241.
t1/2的计算
一室模ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 二室模型 当药物在体内符合一级动力学过程时,其消除半衰期与血药浓度水平无关。
指单位时间内机体清除药物的速率,其单位有:L/h,mL/min等 。
总清除率 CL总 = CL肾 +CL肾外
01
02
清除率(CL)
CL的计算
根据静注剂量与药-时曲线下面积的比值计算 静脉给药: 血管外给药:
多次静脉注射负荷剂量的确定
多次给药方案的确定
求D,τ
多次血管外给药
给药方案的调整
T为滴注持续时间
多次静脉滴注给药 维持剂量 滴注速率
多次静脉滴注给药
01
给药间隔时间
02
负荷剂量 如果负荷剂量不是首次给予,给予时的血药浓度为Cb,那么
03
给药方案的调整
当t1/2 > 24 h,一般每日给药一次,给药间隔时间小于t1/2,初始剂量高于2倍的维持剂量。
09
K12
10
K21
11
K代表消除速率常数
12
一室模型与二室模型的比较(静脉注射)
一室模型与二室模型的比较
一房室模型 (血管外给药)
二房室模型 (血管外给药)
C,V
X0
K
中央室 XC,VC
药理学3第三章药物代谢动力学PPT课件
药物的排泄
研究药物从体内排出的过程, 包括药物的排泄途径和排泄速 率。
药物代谢动力学在药物研发中的作用
指导临床用药
通过了解药物的代谢过程,为临床用药提供科学 依据,制定合理的给药方案。
预测药物疗效
通过药物代谢动力学研究,了解药物在体内的浓 度变化,预测药物的疗效和安全性。
优化药物设计
通过药物代谢动力学研究,了解药物的代谢特点 和排泄途径,为新药设计和优化提供依据。
药物代谢主要在肝脏进行,由不同类型的酶催化 ,如单胺氧化酶、儿茶酚胺氧化酶等。
了解药物的代谢过程有助于预测药物的疗效和安 全性,以及解释个体差异和药物相互作用。
药物的排泄
药物排泄是指体内蓄积的药物及其代谢物通过尿 液、胆汁和汗液等途径排出体外的过程。
胆汁排泄是某些药物排泄的重要途径,尤其是经 肝脏代谢的药物。胆汁中的药物可能重新进入肠 道并被再吸收,形成肠肝循环。
生理药动学模型
要点一
总结词
生理药动学模型基于药动学和生理学的原理,能够更准确 地模拟药物的体内是基于药动学和生理学的原理建立的数学 模型,能够更准确地模拟药物的吸收、分布、代谢和排泄 过程。该模型考虑了药物的物理化学性质、药物的转运和 代谢机制以及生理因素对药物作用的影响。生理药动学模 型能够提供更准确的预测和更全面的药物评价,有助于深 入了解药物的体内过程和作用机制。
01
02
03
生物利用度(F)
指药物被吸收进入血液循 环的量与给药量的比值, 反映了药物的吸收程度和 速率。
F的计算公式
F = (AUC / 给药量) × 100%。F越大,表示药物 的吸收程度越高。
F的意义
通过F可以了解药物在体 内的吸收程度和速率,有 助于预测药物的疗效和安 全性。
药理学:第3章 药物代谢动力学
药物的理化性质决定其固定的pKa值。 。
一个弱酸性药物(布洛芬,pKa=4.4)
胃液 (pH=2.4)
血液
尿液
(pH=7.4) (pH=8.4)
10pH-pKa
10-2
103
104
[离子型][A-] 0.01
1000 10000
[非离子型] [HA] 1
1
1
总量
1.01
1001 10001
胃肠道内影响吸收的因素
(2) 静脉注射给药(Intravenous,iv)
直接将药物注入血管,吸收完全
(3) 肌肉注射和皮下注射 (Intramuscular and subcutaneous injection, im and sc)
被动扩散+过滤,吸收快而全
毛细血管壁孔半径40Å,大多水溶性药 可滤过
肝药酶的特性
1) 选择性低:能催化多种药物转化;
2) 变异性较大:常因遗传、年龄、营养 和疾病等机体状态的影响而存在明显的 个体差异;如CYP450多态性
3) 酶活性易受外界因素影响而出现增强 (酶诱导)或减弱(酶抑制)现象。
肝药酶诱导剂和抑制剂
药酶诱导 (Induction):
苯巴比妥、利福平,环境污染物等
解离性是指水溶性药物在溶液中溶解后 可生成离子型或非离子型。
非离子型药物可自由跨膜转运,易吸收 离子型药物带有正电荷或负电荷不易跨 膜转运,被限制在膜的一侧,形成离子 障(ion trapping)现象。
酸性药 (Acidic drug):
HA H+ + A
碱性药 (Alkaline drug):
logC Time
第四节 药物消除动力学
第三章药物代谢动力学
第二节 体内药质变化的时间进程
体内药物浓度随时间的变化而变化,这种静态的药 物转运进程,称为药物动力学进程或速率进程
一、药物浓度-时间曲线 给药后,血浆药物浓度随时间的变化而变化。以时 间为横坐标,脚本浓度为纵坐标,所绘制的曲线为 药物浓度-时间曲线,又叫时量关系曲线
时量关系曲线与横坐标所构成的面积,称为曲线 下面积AUC,与进入机体的药量成正比。
二、药代动力学模型
房室模型:一种数学模型 。有一室模型和二室模 型。
药物进入血液循环后,首先进入血液量大的器官 如脑、肺、肝、肾,然后再向其他组织散布, 最后到达平衡。
三、药物消弭动力学
包括一级消弭动力学和零级消弭动力学。 药物随时间变化的基本通式:
CL总= CL 肝+CL肾+ CL其他
肝功用下降时,脂溶性药物肃清率下降,肾功用 下降时,水溶性药物的肃清率下降。
〔三〕表观散布容积 apparent volume of distribution Vd
指静脉注射一定量A的的药物,到达平衡后,按测得的 血浆药物浓度计算内体的药物总量应该占有体液的容 积量。
2〕不需求载体。 3〕不消耗能量。 4〕小分子、脂溶性、极性小、非解离型。
离子障ion trapping:非离子型药物容易跨膜,离子型由 于带电荷,不易跨膜,被限制在膜的一侧。
大少数药物是弱酸性或弱碱性,离子化水平受pKa和溶液 pH的影响。〔pKa:酸性药物解离常数的负对数〕〔见 书p26)。
pH= pKa时:无论弱酸性还是弱碱性药物在溶液中都解离 50%。 每个药物有固定的pKa值。
单位时间内,体内药物依照恒定的量消弭,又称恒量消 弭。
03(本)药物代谢动力学
口服给药 (Oral ingestion)吸收部位主要在小肠
�停留时间长,绒毛吸收面积大。 �毛细血管壁孔道大,血流丰富; � pH5~8,对药物解离影响小。
●胃肠道各部位的 吸收面大小(m2)
�口腔 0.5-l .0 �直肠 0.02 �胃 0.1-0.2 �小肠 100 �大肠 0.04-0.07
●分子量; ●脂溶性; ●解离度;
问题:什么样的药物容易被吸收?
2. 给药途径
●常见的给药方式:
静脉 、吸入 、舌下和直肠、肌内注射 、皮下注射 、 口服 、皮肤
●吸收速度:?
(一)口服给药 per os,po
1. 最常用,方便、经济和安全;
2. 从胃肠粘膜吸收,主要在肠道;?
3. 吸收慢且不规则; 4. 不适于昏迷、抽搐或不合作的病人; 5. 受首过消除等许多因素影响。
●问题:首过消除高,则生物利用度 ? 低
(二)吸入(呼吸道给药,inhalation)
�定义:经口鼻吸入的药物从肺泡吸收的给药方式; 肺泡上皮细胞能吸收5 µm左右微粒, 肺泡表面积大(达200m2) ,
●适用于挥发性药物和气体药物,如鼻炎喷雾剂 ;
(三)局部用药
●完整的皮肤吸收能力差 ;
�适用于脂溶性高的药或加促皮吸收的药剂,如皮康王、无极膏 。 �问题生活当中,还有哪些是局部给药?
肌内和皮下给药
●特点: □通过毛细血管壁吸收(简单扩散、滤过); □可避免胃肠液中酸碱及消化酶对药物的影响; □可避免首过消除现象; □给药剂量准确; □药物效应快速显著。
●影响因素: □药物在组织间液的溶解度; □注射部位血流量; □注射药物剂型。
血管内给药
□方式:静脉注射、静脉滴注。 □无吸收过程,可迅速起效; □适用于治疗指数小、药物容积大、不易吸收或刺激性强的药物
第三章 药物代谢动力学
中毒浓度
有效浓度
0
1 2
(Tmax)
3
4
5
6
7
8
9
时间(T)
潜伏期
持续期
血药浓度-时间曲线
残留期
§3-3 药代动力学重要参数
稳态血药浓度
1.按照一级消除动力学的规律,连续给药5个(4~6)t1/2血浆 中药物浓度达到稳态浓度( CSS )——坪值 2.达到CSS时,给药速度与消除速度相等
§3-2 药物的体内过程
三、代谢(metabolism) 代谢:是指药物在体内发生化学结构的改变及
药物的转化(transformation)或称生物 转化(biotransformation)。 代谢的场所:肝脏、肠、肾、肺
§3-2 药物的体内过程
转化的结果
(1)
(2)
失活(inactivation) 活化(activation)
一级消除动力学(first-order kinetics)
dC dt
= -KC
C:原始浓度
药物消除速率与血药浓度成正比,体内药物按恒比 消除。
§3-3 药代动力学重要参数
二、药物消除动力学
一级消除动力学的特点:
单位时间内消除的药量与血药浓度成正比;消 除的药量不恒定; t1/2恒定;为等比消除,消除速率不变; 纵坐标取对数时,时量关系消除呈直线;
(3)
仍保持活性,强度改变
§3-2 药物的体内过程
药物代谢酶(drug metabolizing enzymes)
专一性酶(特异性酶) AChE 非专一性酶(非特异性酶) 肝脏微粒体混合功能酶系统,主要为细胞色素 P450(CYP)(肝药酶)
药物代谢动力学
利福平
香豆素类、地高辛、糖皮质激素类、美沙酮、
美托洛尔、口服避孕药、普萘洛尔、奥美拉唑
常用药酶抑制剂及受影响的药物
抑 制 剂 氯霉素、异烟肼 受 影 响 的 药 物 双香豆素、丙磺舒、甲苯磺 丁脲 氯氮卓、地西泮、华法林
西米替丁
五、排泄(excretion)
排泄是指药物及其代谢物经机体的排泄 器官或分泌器官排出体外的过程。
弱酸性药物 阿司匹林 头孢噻啶 呋塞米 青霉素 噻嗪类利尿药 丙磺舒 弱碱性药物 吗啡 哌替啶 氨苯蝶啶 多巴胺
2、胆汁排泄 和 肝肠循环
Liver Bile duct
Gut Portal vein
Feces excretion
肝肠循环
有的药物在肝细胞内与葡萄糖醛酸结 合后分泌到胆汁中,随后排泄到小肠中被 水解,游离药物可经肠粘膜上皮细胞吸收, 经肝门静脉重新进入体循环,这种在小肠、 肝、胆汁间的循环称为肝肠循环 ,使药物 作用时间延长。
1. 主动转运(active transport)
药物借助于特殊的载体并需消耗能量
的跨膜转运,可以由浓度低的一侧向浓 度高的一侧转运,又称逆梯度转运或上 山转运。
主动转运的特点
①需要载体
②消耗能量
③转运时有饱和现象
④不同药物同时转运时有竞争性抑制现象 ⑤当膜一侧药物转运完毕后,转运即停止 如有机酸(或有机碱)药物的转运:青霉素 和丙磺舒在肾小管的主动分泌。
药物/代谢产物 (血循环)
肾脏 体外 胆道,乳腺,汗腺,肺
1.肾排泄
肾小球滤过 (glomerular filtration)
肾小管主动分泌 (active tubule secretion)
肾小管被动重吸收 (passive tubule reabsorp-tion)
药物代谢动力学药动学
第三章药物代谢动力学药物代谢动力学(pharmacokinetics,PK)简称药代动力学或药动学,是研究机体对药物的处置过程的科学,即研究药物在体内的吸收、分布、代谢及排泄的过程和血药浓度随时间变化规律的科学。
体内过程即吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)和排泄(excretion)的过程,又称ADME系统。
吸收、分布、排泄通称药物转运(tranportation of drug)。
代谢也称生物转化(biotransformation)。
代谢和排泄合称为消除(elimination)。
图3-1 药物体内过程示意图第一节药物的跨膜转运生物膜:生物膜是细胞膜和细胞内各种细胞器膜(如核膜、线粒体膜、内质网膜和溶酶体膜等)的总称。
一、转运方式(一)被动转运(passive transport)1.脂溶扩散(lipid diffusion;简单扩散,simple diffusion)2.水溶扩散(aqueous diffusion;滤过,filtration through pores)3.易化扩散(facilitated diffusion)(需转运体,有饱和、竞争抑制)特点:顺差(浓度、电位),不耗能;无饱和、竞争抑制。
(二)主动转运(active transport)1.膜泵转运(pump transport)特点:逆差(浓度、电位),耗能;需转运体,有饱和、竞争抑制。
2.膜动转运(cytopsis transport)(1)胞饮(pinocytosis)(2)胞吐(exocytosis)图3-2 药物转运方式示意图二、药物转运体易化扩散和膜泵转运均需要依赖生物膜上的载体介导,这些载体即药物转运体(drug transporter;药物转运蛋白)。
药物转运体分布广泛,影响药物体内过程的各个环节,进而影响药理活性。
药物转运是药物在体内跨越生物膜的过程。
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易化扩散、出胞入胞、膜孔滤过等
二、药物的体内过程
(一)吸收 指从给药部位进入体循环的过程。血管内给药没有吸收。 吸收速度:气雾吸入>腹腔>舌下含服>肌内注射>皮下注
射>口服给药>皮肤给药 1、口服给药 最安全、最简便、最常用 吸收的主要部位:小肠,面积大,接近中性。 影响吸收的因素:药物剂型、崩解速度、胃排空速率、pH、
pKa<4或 pKa>7.5的药物在胃肠道内都是非离子型,易吸收。 强酸或强碱药物,很难吸收。
2、主动转运 又称上山转运 指药物从低浓度一侧转向高浓度一侧,在某些部位形成 高浓度聚集。
特点:1)逆浓度转运。 2)需要消耗能量。 3)需要膜蛋白的参与,有特异性和选择性。 4)具有饱和性,有竞争抑制。如丙磺舒和青霉素竞
第三章 药物代谢动力学
学习目标 1、掌握药物转运、吸收、分布、代谢、排泄过程的基 本规律。 2、熟悉影响药动学的因素、血药浓度的动态变化和主 要主要药动学参数。 3、了解房室模型、多次用药的药时曲线
药物代谢动力学 简称药动学 研究内容: 1、机体对药物的处理:药物的吸收、分布、代谢
和排泄。 2、体内药物浓度随时间变化的规律性
Vd=A/Co=FD/Co A体内药量 Co达到平衡时的药物浓度 F生物利用度 D 给药量
意义:推测药物在体内的分布情况。多数药物的Vd大于血 浆容积。
(四)血浆半衰期 half life time t1/2 指血浆药物浓度下降一半所需要的时间。
一级动力学的t1/2是ຫໍສະໝຸດ 一个恒定的值。 意义:1、反映机体清除药物的能力和药物消除的快慢程 度。
静脉恒速给药时,血药浓度可以平稳的达到Css, 分次给药时,血药浓度上升过程中波动,间隔时间越长波动
越大。给药剂量越大, Css越高。
迅速达到Css:可使用负荷剂量。 间断给药的,首次剂量加倍,之后每间隔一个半衰期给半个
有效量。 静脉滴注的,在滴注之前,将一个半衰期的滴注量的1.44倍,
给予静脉注射。可立即达到Css。 使用负荷剂量,血药浓度急增,可出现毒性反应。
单位时间内,体内药物按照恒定的量消除,又称恒量消除。 当体内药物过多时,机体只能以最大能力将体内药物消除。 消除速度与血药浓度高低无关,因此是恒速消除。例如饮 酒过量时,一般常人只能以每小时10ml乙醇恒速消除。当 血药浓度下降至最大消除能力以下时,则按一级动力学消 除。
又称非线性动力学
其半衰期不是恒定的值,随 着浓度的降低而缩短。
胃肠道食物。 途径:消化道—门静脉—肝脏—体循环 首过效应:有些药物在吸收过程中,部分被肝脏和胃肠道的
酶灭活,进入体循环的药物量减少。 舌下和直肠给药,无首过效应,吸收快,但是吸收不完全。
2、注射给药 静脉注射:没有吸收过程。 肌内注射和皮内注射:经毛细血管壁吸收,快。 加入缩血管药,可延长药物的吸收时间和作用。
的一个重要指标。 绝对生物利用度F=AUC血管外给药/AUC血管内给药×100% 相对生物利用度F=AUC共试药/AUC对照药×100% 相对生物利用度用于比较和评价不同厂家生产的同一剂型或同
一厂家某一剂型的不同批号的吸收率。
(二)血浆清除率(plasma clearance CL)
单位时间内多少容积血浆的药物被全部消除干净, 是药物自体内消除的一个重要指标,是肝肾等对 药物消除率的总和。
最理想的给药方案: Css是介于最小中毒血浆浓度和最小有 效血浆浓度之间。
对于零级消除动力学的药物,体内药量超过最大消除能力。 连续恒速给药,血药浓度将无限增高,停药后,药物消除 时间延长,超过5个半衰期。
3)酶活性易改变,易受药物的诱导或抑制。
肝药酶抑制剂-西咪替丁,肝药酶诱导剂-苯巴比 妥。
(四)排泄 指药物及其代谢产物通过排泄或分泌排出体外的过
程,是药物在体内的最后过程。 主要的排泄器官:肾脏 其他排泄器官:肺、胆道、肠道、腺体
1、肾脏排泄
药物和代谢产物经过肾小球滤过或肾小管分泌进入 小管内。在肾小管内,那些极性低、脂溶性高的 药物和代谢产物被重吸收,而经过生物转化的极 性高的、水溶性的物质排出。
如: 弱酸性苯巴比妥中毒时,用碳酸氢钠碱化血液,使脑 细胞中的药物向血液中转运,从尿液中排出。
血脑屏障:
是血液-脑组织、血液-脑脊液、脑脊液-脑组织三种屏障的 总称。
脑组织是血流量最大的器官,但是毛细血管内皮间是紧密 连接,基底膜外有一层星状细胞包围,药物很难穿透,故 脑组织药物浓度很低。
只有脂溶性的、小分子、可以透过血脑屏障。有炎症时,通 透性增加。
1、被动转运 又称下山转运。 指药物从高浓度一侧向低浓度一侧转运。转运的动力
来自浓度梯度。包括简单扩散和滤过。吸收、分布和排泄 均属被动转运。 特点:1)从高浓度一侧转向低浓度一侧。
2)不需要载体。 3)不消耗能量。 4)小分子、脂溶性、极性小、非解离型。
离子障ion trapping:非离子型药物容易跨膜,离子型由于 带电荷,不易跨膜,被限制在膜的一侧。
胎盘屏障: 胎盘绒毛和子宫血窦之间的屏障。 通透性与一般毛细血管无显著差别,一般药物均 能通过。 屏障作用弱,妊娠期禁用影响胎儿生长发育的药。
(三)生物转化
在体内酶的作用下,药物的化学结构发生改变。又叫药物的 代谢。是药物消除的第一步。
灭活:大多数药物代谢后药理活性减弱或消失。
少部分药物代谢后仍有活性,或代谢后才有活性。
结合是可逆的。结合后药理活性暂时消失,不能通 过毛细血管,储存在血液中。
结合的特异性低。可发生竞争抑制现象。被置换后, 游离型浓度增高,同时药物消除也加速。
如磺胺药和胆红素竞争血浆蛋白,故新生儿用磺胺 药引起核黄疸。
血浆蛋白减少时,结合减少,游离型药物浓度增加, 易中毒。
药物的动态平衡:
药物从静脉—心脏—动脉,向血流量大的器官输 送,再向血流量小的器官转移,最后个组织器官 分布达到平衡。但是各组织器官药物并不均等。 因为药物和组织蛋白的亲和力不同。有的药物可 以在脂肪、骨质甚至毛发指甲中储存。
药物的再分布:
药物先向血流量大的器官输送,再向血流量小的 器官转移。
如脂溶性的硫喷妥钠,先向脑组织分布,发挥麻醉 效应,然后向脂肪组织转移,脑内浓度下降,麻 醉效应消失。
药物pKa和体液pH影响药物分布:
细胞内pH约为7,细胞外pH约为7.4。弱碱性药在细胞外为 非解离型,容易进入细胞。而弱酸性药再细胞为解离型, 不容易进入细胞。
(二)一级消除动力学 当n=1时,-dC/dt=kC1=kC
单位时间内,体内药物按照恒定的比例消除。又称为恒比消 除动力学。
绝大多数按照这种方式消除。半衰期是恒定不变的。
四、药代动力学的重要参数
(一)生物利用度(bioavailability,F) 指血管外给药后,药物进入体循环的百分率。是恒量药物制剂
动脉注射:让药物在该动脉分布部位发挥局部疗效, 减少全身反应。
3、吸入给药 肺泡表面积大,肺血流量大,吸收迅速。
用于全身给药或鼻咽部局部治疗。 4、经皮给药 通过皮肤吸收。如有机磷。 促皮吸收剂与药物制成贴皮剂。如硝酸甘油—缓释
贴皮剂。
(二)分布
从体循环到组织器官的过程。
与血浆蛋白的结合:
酸性药物和清蛋白结合,碱性药物与a1酸性糖蛋 白结合,少数和球蛋白结合。
时量关系曲线与横坐标所形成的面积,称为曲线下 面积AUC,与进入机体的药量成正比。
二、药代动力学模型
房室模型:一种数学模型 。有一室模型和二室模型。 药物进入血液循环后,首先进入血液量大的器官如
脑、肺、肝、肾,然后再向其他组织分布,最后 达到平衡。
三、药物消除动力学
包括一级消除动力学和零级消除动力学。 药物随时间变化的基本通式:
dC/dt=kCn C为血药浓度,常用血浆药物浓度。k为常数,t为时
间。由于C为单位血浆容积中的药量(A),故C也 可用A代替:dA/dt=kCn,式中n=0时为零级动力 学,n=1时为一级动力学。药物吸收时C(或A)为 正值,消除时C(或A)为负值 。
(一)零级消除动力学 当n=0时,-dC/dt=KC0=K
大多数药物是弱酸性或弱碱性,离子化程度受pKa和溶液pH的 影响。(pKa:酸性药物解离常数的负对数)(见书p26)。
pH= pKa时:无论弱酸性还是弱碱性药物在溶液中都解离50%。 每个药物有固定的pKa值。
pH微小变化可以一起解离度的巨大变化。
弱酸性药物在酸性环境下解离度小,易转运。故弱酸性药物 在胃内吸收。弱碱性药物在碱性环境下解离度小,易转运。 故弱碱性药物在小肠内吸收。
第一节 药物的体内过程
药物在体内的过程:药物的吸收、分布、代谢和排泄。 药物对机体的作用取决:吸收、分布。 药物作用的消除取决:代谢、排泄。二者统称药物的消除。
指药物在体内逐渐减少消失的过程。 药物的处置:药物的分布和消除。 转运:指药物吸收、分布、排泄中的跨膜转运过程。
一、药物的跨膜转运
药物的跨膜转运就是通过细胞膜的过程。主要有被动转运和 主动转运。
4、其他排泄:乳汁、汗液、唾液、呼出气 乳汁—碱性药物 呼出气—乙醇
第二节 体内药量变化的时间过程
体内药物浓度随时间的变化而变化,这种动态的药 物转运过程,称为药物动力学过程或速率过程
一、药物浓度-时间曲线 给药后,血浆药物浓度随时间的变化而变化。以时 间为横坐标,脚本浓度为纵坐标,所绘制的曲线为 药物浓度-时间曲线,又叫时量关系曲线
代谢酶:
1、特异性酶
催化作用选择性高、活性很强的酶。如胆碱酯 酶。
2、非特异性酶
肝细胞微粒体混合功能氧化酶系统,又称肝药 酶。由许多结构和功能相似的细胞色素P450同工 酶组成。是生物转化的主要酶系。同工酶有70多 种,主要参与Ⅰ相反应。 特点:1)选择性低,催化多种药物