第中药药理中药药动学[可修改版ppt]
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第中药药理中药药 动学
§１ 中药药动学概述
中药药动学( ）: Pharmacokinetics of Traditional Chinese Medicine，PK of TCM
是在中医药理论的指导下借助于动力学原理，研究中药单、复
方及中药活性成分、组分在体内的吸收、分布、代谢、排泄的动 态变化规律及其体内时量-时效关系，并用数学函数加以定量描述 的一门学科
如：人口服中药复方麻黄汤煎液，发现：麻黄生物碱除一 小部分的甲基麻黄碱以原形排泄外，麻黄碱、伪麻黄碱、 甲基伪麻黄碱、去甲基麻黄碱则主要经代谢后从尿液排出
二、中药体内药量动态变化规律 中药中可吸收成分在体内的吸收、分布、代谢、排
泄使其在不同器官、组织、体液间的浓度不断发生着 变化，这些变化是一个随时间变化的动力学过程
★在肝脏或其他组织代谢后产生活性代谢物发挥作用，如
天麻中的天麻素吸收入血后分解为天麻苷元，发挥镇静、 抗惊厥作用
5. 排泄
中药可吸收成分在体内经吸收、分布、代谢后， 最终以原形或代谢产物经不同途径排出体外
研究内容：主要排泄途径如经尿、粪、胆汁排泄 的比例及排泄速率 尿中有效成分的原型和/或活性代谢物 有无肾小管主动分泌和被动再吸收 肾功能不全时对排泄的影响 经胆汁排泄的药物有无肝肠循环
实验：大鼠在体小肠原位灌注法，发现附子总生物碱中乌 头碱、新乌头碱、次乌头碱在大鼠小肠内的吸收属于一级 吸收动力学过程
3. 分布
药物（中药可吸收成分）在体内分布大多是不均匀的， 这主要取决于血浆蛋白的结合率、各器官的血流量、 组织亲和力、血脑屏障等因素
研究内容：与血浆蛋白结合的情况 分布的速度与数量和分布范围 组织的亲和力 各种屏障效应等
清除率（CL）：指体内各消除器官（肾、肝、 胆…）在单位时间内有多少体液 中的药物被清除。它也反映药物 消除的快慢，与Ke、Vd的关系为 CL=Ke ×Vd
平均滞留时间（MRT）
多次给药时，还可计算出： （１）稳态血药浓度（Css，坪值）：是药物多次
给药后血药浓度上升达到稳态水平时的浓 度，一般需经4-5个t1/2基本达到稳态水 平，此时的血药浓度呈水平波动，故有最 大稳态血药浓度和最小稳态血药浓度之分
4. 代谢
大多数脂溶性药物（中药中可吸收成分）主要在肝 脏代谢，部分也可在其他组织，被有关的酶催化而 进行化学变化
研究内容：代谢途径及相关的代谢酶 代谢产物及其有无活性或毒性现象 肝药酶诱导或抑制现象 肝功能不全时对药物转化的影响 中药肠菌代谢情况
代谢方式：I相氧化、还原、水解；II相结合 代谢结果： （1）代谢物活性降低
（２）平均坪值浓度（ C ）：是指稳态时间隔τ 内的血药浓度在最大和最小之间的“平 均”值，若在单位时间内用药量不变，不 论如何分次给药，稳态水平的均值是不变的
（３）负荷剂量（Xo*）：首次给药就能达到稳态 血药浓度的剂量
这些参数的测定主要适用于单一 成分的药代动力学研究
为描述这种动态变化，一般采用绘制曲线图，选配 合适的动力学模型，建立数学方程，然后计算出药动 学参数
1. 中药时量关系
以时间为横坐标，药物的数量（如血中药量、血 药浓度、累计尿药量）为纵坐标，绘制出反应药物 （中药）时量关系的曲线，以阐明药物的体内过程 动态变化规律
C(ng/L)
120
100
80
A
B 60
40
A：静脉注射
B：血管外给药
20
0
0
4
8 12 16 20 24
t(h)
基本参数
（1）吸收定量参数 吸收速率常数（Ka）：反映吸收的快慢情况 生物利用度（F）：吸收利用的程度 药峰浓度（Cmax）：指给药后达到的最高血药浓度 药峰时间（Tmax）：指给药后达到峰浓度所需的时间
吸收半衰期（t1/2Ka）
血药浓度曲线下面积（AUC） （2）分布定量参数
表观分布容积（Vd）：表示药物在体内分布程度的 假想容积，可反映中药分布 的特点
（3）消除定量参数
消除速率常数（Ke）：指单位时间内药物消除的 百分率，可反映消除的快 慢，Ke大，消除速率越快
消除半衰期（t1/2）：一般指血浆半衰期，也反 映药物消除的快慢程度， 与Ke关系式为： t1/2=0.693/Ke
＊Caco-2细胞来源于人体结肠腺癌细胞，能分化成上皮样 单层细胞，其渗透特征与小肠类似，故可作为研究小肠上 皮细胞药物转运和代谢的体外模型
2. 吸收
中药大部分为血管外途径给药，其中口服是最常 用的给药方法
研究内容：吸收量 吸收机制 吸收速率 生物利用度 影响吸收的因素等
中药成分复杂，存在着可吸收和不可吸收的部分
10pH-pKa =
[BH + ] [ B]
当 [HA] =[ A- ]或 [ B] =[BH + ]时， pH=pKa。 所以 pKa：药物在溶液中50%离子化时的pH值
*中药成分复杂，又很难确定其pKa，故研究中药 的跨膜转运难度较大
如：采用Caco-2细胞模型观察了川陈皮素的跨膜 转运机制，结果发现川陈皮素的跨膜转运主要是被 动扩散，并在转运过程中存在P-糖蛋白（P-gp）的 外排作用
研究意义:
1. 揭示中药的作用机制及药效的物质基础，有 助于阐明中医药传统理论的科学内涵
2. 阐明方剂组方原理及配伍规律 3. 指导中药制剂的工艺筛选、质量评定及剂型
改革，为中药新药研制提供研究思路 4. 指导中医临床用药，为优化给药方案提供依
据 5. 使中药更易被世界医学所理解，促进中西医
文化的交流
葛根素的代谢产物为大豆黄素4’，7-二-O-硫酸盐、大 豆黄素7-O-β-D’-葡萄糖醛酸苷、大豆黄素4’-O-硫酸 盐、 大豆黄素而失效
（2）形成活性代谢物 ★经肠道菌群代谢形成活性代谢物后发挥作用，如大黄结
合性蒽苷需在大肠内细菌酶的作用下水解为苷元，刺激 大肠黏膜下神经丛使肠蠕动增加而发挥泻下作用
一、中药的体内过程 1. 跨膜转运
中药在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程中， 首要环节是跨膜转运 * 跨膜转运有两种形式：被动转运和主动转运
弱酸性药物
HA
源自文库H+ + A-
弱碱性药物
BH+
H+ + B
[H+][ A-] Ka =
[HA]
[H+][ B] Ka =
[BH + ]
10pH-pKa =
[ A-] [HA]
§１ 中药药动学概述
中药药动学( ）: Pharmacokinetics of Traditional Chinese Medicine，PK of TCM
是在中医药理论的指导下借助于动力学原理，研究中药单、复
方及中药活性成分、组分在体内的吸收、分布、代谢、排泄的动 态变化规律及其体内时量-时效关系，并用数学函数加以定量描述 的一门学科
如：人口服中药复方麻黄汤煎液，发现：麻黄生物碱除一 小部分的甲基麻黄碱以原形排泄外，麻黄碱、伪麻黄碱、 甲基伪麻黄碱、去甲基麻黄碱则主要经代谢后从尿液排出
二、中药体内药量动态变化规律 中药中可吸收成分在体内的吸收、分布、代谢、排
泄使其在不同器官、组织、体液间的浓度不断发生着 变化，这些变化是一个随时间变化的动力学过程
★在肝脏或其他组织代谢后产生活性代谢物发挥作用，如
天麻中的天麻素吸收入血后分解为天麻苷元，发挥镇静、 抗惊厥作用
5. 排泄
中药可吸收成分在体内经吸收、分布、代谢后， 最终以原形或代谢产物经不同途径排出体外
研究内容：主要排泄途径如经尿、粪、胆汁排泄 的比例及排泄速率 尿中有效成分的原型和/或活性代谢物 有无肾小管主动分泌和被动再吸收 肾功能不全时对排泄的影响 经胆汁排泄的药物有无肝肠循环
实验：大鼠在体小肠原位灌注法，发现附子总生物碱中乌 头碱、新乌头碱、次乌头碱在大鼠小肠内的吸收属于一级 吸收动力学过程
3. 分布
药物（中药可吸收成分）在体内分布大多是不均匀的， 这主要取决于血浆蛋白的结合率、各器官的血流量、 组织亲和力、血脑屏障等因素
研究内容：与血浆蛋白结合的情况 分布的速度与数量和分布范围 组织的亲和力 各种屏障效应等
清除率（CL）：指体内各消除器官（肾、肝、 胆…）在单位时间内有多少体液 中的药物被清除。它也反映药物 消除的快慢，与Ke、Vd的关系为 CL=Ke ×Vd
平均滞留时间（MRT）
多次给药时，还可计算出： （１）稳态血药浓度（Css，坪值）：是药物多次
给药后血药浓度上升达到稳态水平时的浓 度，一般需经4-5个t1/2基本达到稳态水 平，此时的血药浓度呈水平波动，故有最 大稳态血药浓度和最小稳态血药浓度之分
4. 代谢
大多数脂溶性药物（中药中可吸收成分）主要在肝 脏代谢，部分也可在其他组织，被有关的酶催化而 进行化学变化
研究内容：代谢途径及相关的代谢酶 代谢产物及其有无活性或毒性现象 肝药酶诱导或抑制现象 肝功能不全时对药物转化的影响 中药肠菌代谢情况
代谢方式：I相氧化、还原、水解；II相结合 代谢结果： （1）代谢物活性降低
（２）平均坪值浓度（ C ）：是指稳态时间隔τ 内的血药浓度在最大和最小之间的“平 均”值，若在单位时间内用药量不变，不 论如何分次给药，稳态水平的均值是不变的
（３）负荷剂量（Xo*）：首次给药就能达到稳态 血药浓度的剂量
这些参数的测定主要适用于单一 成分的药代动力学研究
为描述这种动态变化，一般采用绘制曲线图，选配 合适的动力学模型，建立数学方程，然后计算出药动 学参数
1. 中药时量关系
以时间为横坐标，药物的数量（如血中药量、血 药浓度、累计尿药量）为纵坐标，绘制出反应药物 （中药）时量关系的曲线，以阐明药物的体内过程 动态变化规律
C(ng/L)
120
100
80
A
B 60
40
A：静脉注射
B：血管外给药
20
0
0
4
8 12 16 20 24
t(h)
基本参数
（1）吸收定量参数 吸收速率常数（Ka）：反映吸收的快慢情况 生物利用度（F）：吸收利用的程度 药峰浓度（Cmax）：指给药后达到的最高血药浓度 药峰时间（Tmax）：指给药后达到峰浓度所需的时间
吸收半衰期（t1/2Ka）
血药浓度曲线下面积（AUC） （2）分布定量参数
表观分布容积（Vd）：表示药物在体内分布程度的 假想容积，可反映中药分布 的特点
（3）消除定量参数
消除速率常数（Ke）：指单位时间内药物消除的 百分率，可反映消除的快 慢，Ke大，消除速率越快
消除半衰期（t1/2）：一般指血浆半衰期，也反 映药物消除的快慢程度， 与Ke关系式为： t1/2=0.693/Ke
＊Caco-2细胞来源于人体结肠腺癌细胞，能分化成上皮样 单层细胞，其渗透特征与小肠类似，故可作为研究小肠上 皮细胞药物转运和代谢的体外模型
2. 吸收
中药大部分为血管外途径给药，其中口服是最常 用的给药方法
研究内容：吸收量 吸收机制 吸收速率 生物利用度 影响吸收的因素等
中药成分复杂，存在着可吸收和不可吸收的部分
10pH-pKa =
[BH + ] [ B]
当 [HA] =[ A- ]或 [ B] =[BH + ]时， pH=pKa。 所以 pKa：药物在溶液中50%离子化时的pH值
*中药成分复杂，又很难确定其pKa，故研究中药 的跨膜转运难度较大
如：采用Caco-2细胞模型观察了川陈皮素的跨膜 转运机制，结果发现川陈皮素的跨膜转运主要是被 动扩散，并在转运过程中存在P-糖蛋白（P-gp）的 外排作用
研究意义:
1. 揭示中药的作用机制及药效的物质基础，有 助于阐明中医药传统理论的科学内涵
2. 阐明方剂组方原理及配伍规律 3. 指导中药制剂的工艺筛选、质量评定及剂型
改革，为中药新药研制提供研究思路 4. 指导中医临床用药，为优化给药方案提供依
据 5. 使中药更易被世界医学所理解，促进中西医
文化的交流
葛根素的代谢产物为大豆黄素4’，7-二-O-硫酸盐、大 豆黄素7-O-β-D’-葡萄糖醛酸苷、大豆黄素4’-O-硫酸 盐、 大豆黄素而失效
（2）形成活性代谢物 ★经肠道菌群代谢形成活性代谢物后发挥作用，如大黄结
合性蒽苷需在大肠内细菌酶的作用下水解为苷元，刺激 大肠黏膜下神经丛使肠蠕动增加而发挥泻下作用
一、中药的体内过程 1. 跨膜转运
中药在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程中， 首要环节是跨膜转运 * 跨膜转运有两种形式：被动转运和主动转运
弱酸性药物
HA
源自文库H+ + A-
弱碱性药物
BH+
H+ + B
[H+][ A-] Ka =
[HA]
[H+][ B] Ka =
[BH + ]
10pH-pKa =
[ A-] [HA]