药物毒物的代谢动力学
药物毒物毒理学
第一节
药物体内过程与毒性
一、药物吸收环节的毒性 (一)经消化道吸收 (二)经呼吸道吸收 (三)经皮肤吸收 (四)注射吸收
(一)经消化道吸收
(二)经呼吸道吸收
(三)经皮肤吸收
二、药物分布环节的毒性 (一)表观分布容积 表观分布容积(apparent volume of distribution, Vd) 是指当药物在体内达动态平衡后,体内药量与血药浓度 之比值称为表观分布容积。Vd可用L/kg体重表示。 Vd=给药量*生物利用度/血浆药物浓度 Vd是一个假想的容积,它不代表体内具体的生理性容 积。但从Vd可以反映药物分布的广泛程度或组织中大 分子的结合程度。 Vd≈5L 表示药物大部分分布于血浆 Vd≈10~20L 表示药物分布于全身体液 Vd>40L 表示药物分布于组织器官 Vd >100L 表示药物集中分布至某个组织器官或大范 围组织内 Vd越小,药物排泄越快,在体内存留时间越短;分布 容积越大,药物排泄越慢,在体内存留时间越长。
五、反复给药的组织分布研究
1、在单剂量给药研究中发现药物或代谢物在器官或组 织中有蓄积倾向,其组织半衰期显著超过血浆半衰期, 而且是毒性试验给药时间间隔两倍以上。 2、在反复给药的药代学和毒代学研究中,受试物或代 谢产物的血浆稳态水平显著高于单剂量给药研究时所 预测的浓度。 3、单剂量组织分布试验中,药物主要分布组织产生病 理变化时,应考虑进行多剂量组织分布研究,以进一 步解释毒性靶器官和组织分布的关系。 4、具有特异性分布的靶向释放物,多剂量给药组织分 布研究是适宜和必要的。
第二章 药物的毒物代谢动力学
药物代谢动力学是定量研究药物在生物 体内吸收、分布、代谢和排泄规律,并运用 数学原理和方法阐述血药浓度随时间变化的 规律的一门学科。
农药登记毒理学代谢和毒物动力学试验
农药登记毒理学代谢和毒物动力学试验1 范围GB/T 15670的本部分规定了代谢和毒物动力学试验的基本原则、方法和要求。
本部分适用于为农药登记而进行的代谢和毒物动力学试验。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 14925 实验动物环境及设施3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1毒物动力学toxicokinetics研究化学物质在体内量变规律的科学。
它从速度论的观点出发,研究化学物质在吸收、分布、生物转化和排泄过程中随时间发生的量变规律,用数学模式系统地分析和阐明化学物质在体内的位置、数量与时间的关系,探讨这种动力学过程与毒作用强度和时间的关系。
3.2速度rate机体或机体某部位在单位时间内转运或消除化学物质的量或浓度的变化,用dx/dt表示。
对恒速过程,可用平均速度△x/△t表示。
单位是mg·h-1或μg·min-1。
3.3速率常数rate constant机体或机体某部位化学物质转运或消除的速度与该部位化学物质的量或浓度的比值,即(dx/dt)/X。
单位是时间的倒数h-1或min-1。
3.4零级速度过程zero order rate process化学物质转运或消除的速度与化学物质的量或浓度的零次方成正比,即(dx/dt)=KX0。
因为X0=1,所以(dx/dt)=K,即零级速度过程就是恒速过程,与化学物质的量或浓度无关,可用速度来衡量。
3.5一级速度过程first order rate process化学物质转运或消除的速度与化学物质的量或浓度的一次方成正比,即(dx/dt)=KX1,可用速率常数来衡量,单位为时间的倒数即h-1或min-1。
3.6混合速度过程mix order rate process化学物质转运或消除的速度过程随化学物质的量或浓度而变。
毒药物动力学
毒药物动力学毒药物动力学是研究毒药在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄的科学,它对于毒药的毒性评估、药物治疗与毒物解毒等方面具有重要意义。
本文将从吸收、分布、代谢和排泄四个方面来介绍毒药物动力学的基本原理与应用。
一、吸收动力学吸收动力学是指毒药进入生物体内的过程,其速度由吸收速率常数Ka所决定。
吸收速率可以受到各种因素的影响,如药物的溶解度、生物体的吸收面积与血流量、药物给药途径等。
在某些情况下,毒药也可通过气道、皮肤和咀嚼等非经口途径进入体内,此时的吸收动力学将有所不同。
吸收动力学的研究对于毒药的毒性评估和药物治疗十分重要。
通过研究吸收速率,可以判断药物在生物体内的血药浓度变化规律,进而确定药物的给药剂量与给药时间间隔。
二、分布动力学分布动力学是指毒药在生物体内的分布过程,其速度由分布速率常数Kd所决定。
毒药在体内的分布受到血流量、血脑屏障、毒药与生物体组织亲和力等因素的影响。
分布动力学的研究对于毒性评估和药物治疗具有重要意义。
通过研究药物的分布情况,可以确定药物在不同组织器官中的浓度,进而判断药物对不同组织器官的作用和副作用。
三、代谢动力学代谢动力学是指毒药在生物体内的代谢过程,其速度由代谢速率常数Km所决定。
毒药在体内主要通过肝脏和肾脏进行代谢和排泄,其中肝脏的代谢作用最为重要。
代谢动力学的研究对于毒性评估和药物治疗非常关键。
通过研究药物的代谢速率,可以确定药物在体内的代谢速度和清除速度,进而评估药物的代谢途径、半衰期及毒性。
四、排泄动力学排泄动力学是指毒药从生物体内排出的过程,其速度由排泄速率常数Ke所决定。
毒药在体内主要通过尿液、粪便和呼吸等途径进行排泄,其中肾脏的排泄作用最为重要。
排泄动力学的研究对于毒性评估和药物治疗具有重要意义。
通过研究药物的排泄速率,可以确定药物从体内的清除速度,进而评估药物的代谢能力和药物的毒性。
总结毒药物动力学是研究毒药在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄的科学。
毒代动力学名词解释
毒代动力学名词解释
嘿,你知道毒代动力学吗?这可真是个超级重要的概念呢!它就像
是一个神秘的密码,解锁着毒物在我们身体里的奇妙旅程。
比如说吧,就像我们去一个陌生的地方旅行,毒物进入身体就像是
我们踏上了这片陌生之地。
毒代动力学就是研究这个毒物在身体这个“大地图”里是怎么移动、怎么变化、怎么被处理的。
它包含了好多方面呢!吸收,毒物是怎么进入身体的,是像一阵风
嗖地一下就进来了,还是慢悠悠地晃进来?分布,毒物在身体各个部
位是怎么分配的呀,是不是有的地方多,有的地方少,就像分糖果一样?代谢,毒物在身体里会经历什么样的变化,是被改头换面了还是
被分解了掉了?还有排泄,毒物最终是怎么离开身体这个“大舞台”的,是大摇大摆地走出去,还是偷偷摸摸地溜走?
你想想看,要是我们不了解这些,那面对毒物该多迷茫啊!这可不
是开玩笑的,要是搞不清楚,那可能会给我们带来大麻烦呢!就好比
你不知道怎么在一个陌生城市里找到正确的路,那不就容易迷路甚至
遇到危险嘛!
毒代动力学对于药物研发也超级重要哦!研究人员得搞清楚药物在
身体里的动向,才能确保它能发挥作用,又不会带来太多副作用。
这
就好像是在指挥一场复杂的交响乐,每个音符都要恰到好处,才能奏
出美妙的乐章。
我觉得吧,毒代动力学真的是非常有意义的一个领域,它就像是一
个默默守护我们健康的卫士,虽然我们可能平时不太注意到它,但它
却一直在那里发挥着关键的作用!所以啊,我们真的应该好好了解它,重视它!。
毒物代谢动力学
多室模型考虑了毒物在体内分布和消除的复杂过程,将体内划分为多个室。
详细描述
多室模型中,毒物进入体内后,在不同的室之间进行扩散和消除。每个室的毒物浓度和消除速度都可能不同。该 模型适用于毒物在体内分布和消除过程非常复杂的情况,能够更准确地描述毒物在体内的代谢动力学过程。
06
毒物代谢动力学在药物设计和安全性
药物安全性评价中的应用
毒副作用研究
01
通过毒物代谢动力学研究,可以深入了解药物的毒副作用及其
发生机制,为药物安全性评价提供依据。
长期毒性研究
02
了解药物在体内的代谢和排泄过程,有助于评估药物的长期毒
性,为药物的长期使用提供安全保障。
致癌性研究
03
研究药物在体内的代谢过程与致癌性的关系,有助于发现潜在
THANKS
感谢观看Biblioteka 02毒物的吸收、分布和排泄
毒物的吸收
吸入
通过呼吸道吸入,如气体、蒸汽或气溶胶。
食入
通过消化道摄入,如食物、饮料或药物。
皮肤接触
通过皮肤吸收,如化学物质、农药或有毒液体。
注射
通过注射器直接进入血液。
毒物的分布
血液运输
毒物被吸收后,通过血液输送到全身各个器官和组织。
组织摄取
毒物被输送到各个器官和组织后,被细胞摄取并储存。
评价中的应用
药物设计和开发中的应用
药物代谢速率预测
毒物代谢动力学可以预测药物在 体内的代谢速率,有助于指导药 物的剂量选择和给药方案设计。
药物相互作用评估
了解药物之间的代谢相互作用, 有助于预测新药与其他药物联合 使用时的安全性。
药物结构优化
通过对药物代谢过程的研究,可 以对药物分子结构进行优化,以 提高药物的疗效和降低不良反应。
药物代谢动力学
药物代谢动⼒学药物代谢动⼒学(pharmacokinetics)简称药代动学或药动学,主要是定量研究药物在⽣物体内的过程(吸收、分布、代谢和排泄),并运⽤数学原理和⽅法阐述药物在机体内的动态规律的⼀门学科。
确定药物的给药剂量和间隔时间的依据,是该药在它的作⽤部位能否达到安全有效的浓度。
药物在作⽤部位的浓度受药物体内过程的影响⽽动态变化。
在创新药物研制过程中,药物代谢动⼒学研究与药效学研究、毒理学研究处于同等重要的地位,已成为药物临床前研究和临床研究的重要组成部分。
[1]包括药物消除动⼒学⼀级消除动⼒学:单位时间内消除的药量与⾎浆药物浓度成正⽐,⼜叫恒⽐消除零级消除动⼒学:单位时间内体内药物按照恒定的量消除,⼜叫恒量消除药物代谢动⼒学的重要参数:1、药物清除半衰期(half life,t1/2),是⾎浆药物浓度下降⼀半所需要的时间。
其长短可反映体内药物消除速度。
[1]2、清除率(clearance,CL),是机体清除器官在单位时间内清除药物的⾎浆容积,即单位时间内有多少体积的⾎浆中所含药物被机体清除。
使体内肝脏、肾脏和其他所有消除器官清除药物的总和。
[1]3、表观分布容积(apparent volume of distribution,Vd),是指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体内分布时所需的体液容积。
[1]4、⽣物利⽤度(bioavailability,F),即药物经⾎管外途径给药后吸收进⼊全⾝⾎液循环药物的相对量。
可分为绝对⽣物利⽤度和相对⽣物利⽤度。
[1]基本结构编辑细胞膜和亚细胞膜(线粒体膜、微粒体、细胞核膜、⼩囊泡膜)总称为⽣物膜。
⽣物膜主要由蛋⽩质(60-75%)与不连续的脂质双分⼦层(25-40%,主要是磷脂)所组成。
蛋⽩质分布在脂质层的两侧,有些则嵌⼊膜内部。
膜上有膜孔(直径约8Å)及特殊转运系统。
由于⽣物膜主要由脂质构成,故脂溶性药物易通过;由于具有膜孔,所以⽔及⽔溶性、⾮极性⼩分⼦药物也能通过;由于有特殊的转运系统,所以⽔溶性⼤分⼦物质也能选择性地通过⽣物膜。
药理学 第2章 药物代谢动力学
等量等间隔多次给药血中积累药物总药量
t1/2数
给药后的
经过半衰期药量
1
100% A0
50% A0
2
150% A0
75% A0
3
175% A0
87.5% A0
4
187.5% A0
93.8% A0
5
193.8% A0
96.9% A0
6
196.9% A0
98.4% A0
7
198.4% A0
99.2% A0
常用药动学参数
1.. 血浆半衰期:
Half-life (in Conc.-Time Curve)
是临床用药间隔的依据
Half-Life The amount of time required to rid the body of half of the initial concentration of the drug.
三、药物的分布:
影响药物分布的因素: 1.药物与血浆蛋白结合; 2.局部器官的血流量; 3.体液pH; 4.组织亲和力; 5.体内屏障,包括血脑屏障和胎盘屏障。
血浆蛋白结合(Plasma protein binding)
D+P
DPc
可逆性(Reversible equilibrium) 可饱和性(Saturable)
血脑屏障
(Blood-brain barrier, BBB)
由毛细血管 壁和N胶质细 胞构成
Blood Brain Barrier
四、生物转化 (transformation / metabolism)
又称为药物代谢,是药物在体内发生的 化学变化,药物经转化后成为极性高的 水溶性代谢物而利于排出体外。
药物代谢动力学复习资料
药代动力学药物代谢动力学:是定量研究药物在生物体内吸收,分布,排泄,代谢(简称体内过程)规律的一门学科。
药物代谢和排泄过程合称药物消除。
药物在体内的吸收,分布,排泄与代谢过程,统称体内过程,又称药物处置。
常见药物跨膜转运的类型:1被动扩散:借助于在生物膜中的脂溶性顺浓度差实施药物跨膜转运。
特点:(1)顺浓度梯度转运,(2)药物跨膜转运无选择性,(3)药物跨膜转运无饱和现象,(4)药物跨膜转运无竞争性抑制作用。
2孔道转运:生物膜上有水通道或蛋白质分子孔道,一些物质包括水和某些电解质等可以通过这些孔道转运。
特点:该转运与药物分子结构,大小有关。
转运率取决于相应组织血流速率和生物膜性质。
3.特殊转运过程通常有主动转运,载体转运和受体介导的转运(异化扩散),主要包括载体及酶两种机制。
特点:逆浓度差,从低浓度到高浓度。
生物利用度:药物由给药部位到达血液循环中的相对量。
受过效应:口服给药,药物在到达体循环之前,经肠道,肠壁和肝脏的代谢分解,使进入体内的相对药量降低。
+影响药物吸收的因素:1药物和剂型:药物制剂的释放速率和在胃肠中溶解速率影响药物吸收速率和程度2胃肠排空作用:碱性药物在胃中溶解,若延长胃排空时间则促进其吸收。
而酸性药物则相反。
3首过效应:对于首过效应大的药物,口服给药生物利用度较低,难以获得满意疗效。
4肠上皮的外排机制5疾病6药物相互作用:两个或以上的药物合用时,可通过以下途径影响药物吸收:(1)影响肠腔PH,改变药物离子化程度,(2)改变药物溶解度(3)影响胃肠蠕动或胃排空(4)形成复合物(5)影响药物在肠粘膜上皮细胞代谢或转运体功能血浆蛋白结合率的测定方法:平衡透析法和超滤法血脑屏障:血-脑及血-脑脊液构成的屏障,主要屏障是脑毛细血管内皮细胞构成的屏障。
影响药物通过训啊哦屏障的因素:1药物因素:a药物脂溶性b分子量大小2生理因素和病理因素:(1)渗透压改变(2)作用中枢神经系统药物改变血脑屏障功能(3)电荷性改变(4)各种原因引起的脑损伤(5)炎症及其炎症介质促进血脑屏障开放肾药物排泄特点及其影响因素:1肾小球滤过:多数药物以膜孔扩散的方式经肾小球滤过,只有游离药物才能滤过,滤液中药物浓度与血浆中游离药物浓度相等2肾小管主动分泌:一些有机酸化合物出肾小球滤过外,还有肾小管主动分泌参与,其肾清除率可能大于肾小球滤过率。
! 3 毒物的处置与毒代动力学
第二章毒物的处置与毒代动力学药物代谢动力学(Pharmcokinetics,PK)概念:简称药动学,主要研究药物的体内过程及体内药物浓度随时间变化的规律,包括药物的吸收、分布、代谢、排泄四个主要环节。
毒物代谢动力学(T o x i c o k i n e t i c s,T K)运用药代动力学的原理和方法,定量地研究毒性剂量下药物在动物体内的吸收、分布、代谢、排泄过程及其特点,进而探讨药物毒性发生和发展规律性的一门学科。
毒代动力学有别于的药代动力学和毒理学是:①所用剂量远远高于临床所用剂量②多为重复多次给药③侧重点是阐明药物毒性发生和发展的动态变化规律性。
毒代动力学研究目的:1、阐述机体与药物(在毒性剂量条件下)接触的强度和时间与药物毒性发生发展的内在关系,明确引起毒性反应的量效关系和时效关系。
2、预测药物毒性作用的靶器官(组织),并解释中毒机制。
3、明确是原形药物还是某种特定产物引起的毒性反应,以及毒性反应种属间的差异的关系。
4、探索毒性反应种属之间的差异,明确动物毒性剂量与临床剂量之间的关系,为临床安全用药提供依据。
5、为临床前毒性研究的实验设计(如动物种属,试验剂量和用药方案的设计)提供依据。
第一节药物体内A D M E过程一、吸收(Absorption)1、常用给药途径:2、吸收速度顺序依次为:吸入>腹腔>舌下含服>直肠>肌注>皮下>口服>皮肤贴剂。
二、分布(distribution)概念:药物由血管到组织器官过程和结果。
对分布的影响因素:1、药物和蛋白的结合率2、体内屏障:血脑屏障、胎盘屏障、血眼屏障、其他屏障、生物屏障三、代谢 (Metabolism)又称代谢生物转化,指药物在体内多种药物代谢酶(尤其是肝药酶)作用下,其化学结构发生改变的过程。
药物经过生物转化后的四种结果:1、由活性药物转化成无活性的代谢物(灭活):药物代谢最普通的方式。
2、由无活性药物转化成活性代谢物(活化):如环磷酰胺转化后变成具有抗癌活性的醛磷酰胺。
毒物代谢动力学(毒代动力学)指导原则毒性研究中全身
S3A人用药品注册技术要求国际协调会ICH三方协调指导原则毒物代谢动力学(毒代动力学)指导原则:毒性研究中全身暴露的评价现行ICH进程第四阶段1994年10月27日本指导原则由相应的ICH专家小组,根据ICH程序制定,并经各国管理部门协商,已进入第四阶段,被推荐给欧盟、日本和美国管理部门采用内容1前言2毒代动力学的目的和检测参数3一般原则3.1引言3.2对暴露水平的定量3.3采样时间点的确定3.4达到适当暴露浓度的给药剂量设置3.4.1低剂量3.4.2中剂量3.4.3高剂量3.5毒性研究中暴露评价的范围3.6对暴露水平解释中的复杂因素3.7给药途径3.8代谢产物的测定3.9数据的统计学处理3.10分析方法3.11报告4不同毒性试验中的毒代动力学4.1引言4.2单次给药毒性研究4.3重复给药毒性研究4.4遗传毒性研究4.5致癌性(致瘤性)研究4.5.1指标或剂量范围的研究4.5.2主研究4.6生殖毒性研究4.6.1引言4.6.2生育力研究4.6.3妊娠期和哺乳期研究5.附注6.参考文献(其他ICH指导原则)毒代动力学研究:毒性研究中全身暴露的评价1前言本指导原则所涉及的毒物代谢动力学(毒代动力学)仅与拟开发作为人用的药品有关。
毒代动力学是药代动力学在全身暴露评价中的延伸,为非临床毒性研究的有机组成部分,或为某一特殊设计的支持研究,以评估药物的系统暴露情况。
研究结果可用于阐明毒理学发现及其与临床安全性问题的相关性(文中其它术语的定义见注释1)1。
制定该指导原则是为了使人们理解毒代动力学的意义和应用,指导毒代动力学的试验设计。
本指导原则强调毒性试验需与毒代动力学相结合,这将有助于解释毒理学发现和制定合理的试验设计。
毒代动力学测定通常是结合于毒性研究中,故又被称为“伴随毒代动力学1”。
有时,模拟毒性试验的支持研究也可获得相应的毒代动力学数据。
毒代动力学试验的试验程序有助于获得受试动物多次重复给药的药代动力学数据。
药物毒性代谢动力学
毒代与药代的区别
• 毒代:
1、在毒性试验条件下药物所达到的全身暴露与毒 性发现的内在联系; 2、比较动物和人的全身曝露来解释毒理试验数据 的价值; 3、为临床前毒性研究的实验设计提供依据。
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毒代与药代的区别
• 药代:
• 1、弄清药物吸收、分布、代谢和消除的特征,发 现药物在体内的转运规律。 • 2、弄清药物疗效和毒性与药物浓度的关系,药物 在体内积蓄部位和积蓄程度,为临床安全用药和 合理用药提供依据和参考。 • 3、研究药物动力学和生物利用度,弄清新制剂的 吸收规律,指导新制剂的设计或改造。
11
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毒代动力学研究的试验设计原则
2、采样时间点的确定 毒代动力学研究中,采集体液的时间点应尽量达 到所需的频度,但不可过于频繁以至于干扰正常进 行的研究并引起动物过度的生理应激反应。在每项 研究中,时间点的数量应满足暴露评价的要求。时 间点的确定应以早期毒性研究、预试验或剂量范围 毒性研究以及在相同动物模型或可以合理外推的其 它动物模型上获得的动力学数据为基础。 啮齿类动物通常采血0.25-0.5ml/d,非啮齿类为 1ml/d 10
毒代动力学研究的试验设计原则
3、给药剂量 • 低剂量:低剂量最好是无毒性反应剂量; • 中剂量:根据毒性研究目的,中等剂量的暴露通 常是低剂量暴露的合适倍数和高剂量暴露的合适 分数。 • 高剂量:高剂量通常依毒理学的要求而定,但所 用剂量应达到可评价的暴露。当毒代动力学数据 表明化合物的吸收限制了母体化合物和/或代谢物 暴露时,且无其它剂量限制因素存在时,该化合 物能达到最大暴露的最低剂量将被认为是可采用 的最高剂量。
药物毒性代谢动力学
外源化学物的体内动态
外源 [接触] 化学物
皮肤 肺
第三节 药物代谢动力学
4/30/2018
二、药物的体内过程
(3)肾小管重吸收
§1-3
药物代谢动力学
经肾小球滤过的药物在肾小管中可有不同程度的重 吸收,重吸收的多少与药物的脂溶性、解离度、尿液的 pH有关。 脂溶性高、非解离型药物重吸收的多,排泄得慢; 而水溶性药物排泄得快。增加尿量,可降低尿液中药物 的浓度,加快药物的排泄。 改变尿液的pH可使药物的解离程度发生变化,对弱 酸性或弱碱性药物的影响较大。临床利用改变尿液pH的 办法加速药物的排泄以治疗药物中毒。
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二、药物的体内过程
2.与组织的亲和力
§1-3
药物代谢动力学
有些药物与某些组织有较高的亲和力,使药物在该 组织中具有较高的浓度,如碘主要集中在甲状腺,而 氯喹在肝脏中浓度较高。 3.局部器官血流量
血流量大的组织、器官,药物分布的较多。
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二、药物的体内过程
4. 药物的理化性质和体液pH
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1、不同给药途径的吸收特点 (1)口服给药 最常用、最安全、最简便
小肠
1 PH值接近中性 2 黏膜吸收面积大 3 血流丰富
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首关(过)消除:药物经消化道吸收后经门静脉进入肝脏, 最后进入体循环。药物在吸收过程中部分被肝脏和胃肠道的 某些酶灭活代谢,使进入体循环的药量减少,这种现象称为 首关消除,又称首关效应。 “首”代表第一次,“过”谁?——肝脏。 药物第一次通过肝脏时,就给代谢了,真正进入血液循环 发挥作用——管事的药少了。如:硝酸甘油(90%) 意义:首关消除较多的药物不宜口服。
第一章
药物学基础概论
第三节
药物代谢动力学
§1-3
药物代谢动力学
药理学药物代谢动力学 (2)
(1)影响简单扩散的因素 ①药物的脂溶性
越大,越容易扩散,转运速度越快
②膜两侧药物浓度差
越大,转运速度越快。
③药物的解离度
大多数药物—弱酸或弱碱性。 非解离型(分子型)---脂溶性---易通过生物膜
离子障
解离型(离子型)---非脂溶性---难通过生物膜 解离度越小,越容易转运。
(2)体液pH对药物跨膜转运的影响 ①弱酸性药物(HA A-+H+) 在酸性体液中解离度小,非解离型药物浓度 高,易通过生物膜扩散转运;在碱性体液中解 离度大,非解离型药物浓度低,难通过生物膜扩 散转运。 ②弱碱性药物(BH+ B+H+) 在碱性体液中解离度小,非解离型药物浓度 高,易通过生物膜扩散转运;在酸性体液中解 离度大,非解离型药物浓度低,难通过生物膜扩 散转运。
(2)不能分布,不能通过血脑屏障,不易被代谢和
排泄,为药物的暂时储存形式;
(3)药物与血浆蛋白是可逆性结合;
(4)饱和性;
(5)有竞争性置换现象。
2.局部器官的血流量:
3.药物与组织的亲和力: 4. 药物的理化性质与体液pH: 5.体内屏障
血脑屏障:是血液与脑细胞、血液与脑脊液、
脑脊液与脑细胞 间的三种隔膜的总称。
[概念] 可使肝药酶活性增强或合成加速的药物叫诱 导剂;可使肝药酶活性降低或合成减慢的药 物叫抑制剂。
[意义] (1)影响自身代谢; (2)药物联合应用时,影响其他药物代谢; (3)药物或毒物中毒时,可利用肝药酶诱导剂 治疗。
四、排泄(excretion)
1.概念:是指血循环内的药物及其代谢产物被 转运到体外的过程。 代谢与排泄统称为消除(eliminaion) 2.排泄器官:肾、胆道、肠道、肺、汗腺、唾 液、乳腺等。 3.肾脏排泄—主要排泄。 (1)排泄过程:肾小球滤过,肾小管分泌(弱 酸性通道和弱碱性通道)和肾小管重吸收。 (2)排泄形式:原形、代谢产物。 (3)影响因素:尿液的pH和肾功能。
毒物代谢与药物代谢动力学研究
毒物代谢与药物代谢动力学研究毒物代谢和药物代谢动力学是两个不同的研究领域,但它们有着很多共同点。
毒物代谢是指毒素在生物体内通过化学反应转化为无毒物质或者有毒物质,以便被人体代谢系统排出。
而药物代谢动力学是指药物在人体内的过程,包括药物的吸收、分布和排泄等。
这两个研究领域的目标都是为了更好地理解物质在人体内的运作方式。
在毒物代谢领域,毒物通过人体内的代谢途径转化为无毒或者更易排出的物质。
毒物的代谢可以被全部或部分完成,如果代谢未能完成,则有可能导致毒性累积,对人体造成危害。
常见的毒物代谢途径有三种:氧化还原反应、羟基化和磷酸化。
这些化学反应通常是由肝脏内的细胞执行的。
肝脏是毒物代谢的中心,它通过分解毒物,并使其与水相混合,以便从尿液或粪便中排出体外。
此外,肾脏也扮演着重要的角色,因为它可以通过代谢产物的尿液排出。
相比之下,药物代谢动力学涉及到治疗、药物相互作用和剂量控制等方面。
在药物的代谢过程中,大多数药物会在肝脏中被代谢。
药物代谢的目的是使药物变化成为更容易被肾脏过滤和排泄的物质。
药物代谢一般是经过两种途径完成的:酸加成和脱甲基化。
大多数药物代谢产物是极性物质,可以通过肾脏和尿液排出体外。
在毒物代谢和药物代谢动力学领域,人们常常依赖于代谢酶来加速这些过程。
代谢酶是负责催化代谢反应的蛋白质,这些酶通常在人体内存在。
这些酶在肝脏和其他器官内的细胞中表达。
药物的代谢通常由细胞内一群称为细胞色素P450酶的酶类完成。
细胞色素P450酶家族是一组催化细胞代谢的酶,它们解决了许多复杂的代谢问题。
尽管这些酶有重要作用,但不同人根据个人不同的基因组,代谢酶的数量和种类也不一样,因此对相同药物的代谢能力会存在很大的差异。
了解代谢途径和代谢酶对于合理使用药物和毒物非常重要。
对于毒物和药物的代谢过程都需要仔细研究。
在药物代谢动力学研究中,了解代谢途径和代谢酶可以帮助我们确定药物的理想剂量和给药次数。
同时,这也可以帮助医生预测药物副效应,即不良反应。
药物代谢动力学发展概述
药物代谢动力学发展概述前言药物代谢动力学是定量研究药物在生物体内吸收、分布、排泄和代谢规律的一门学科。
随着细胞生物学和分子生物学的发展,在药物体内代谢物及代谢机理研究已经有了长足的发展。
通过药物在体内代谢产物和代谢机理研究,可以发现生物活性更高、更安全的新药。
近年来,国内外在创新研制过程中,药物代谢动力学研究在评价新药中与药效学、毒理学研究处于同等重要的地位。
药物进入体内后,经过吸收入血液,并随血流透过生物膜进入靶组织与受体结合,从而产生药理作用,作用结束后,还须从体内消除。
通过在实验的基础上,建立数学模型,求算相应的药物代谢动力学参数后,对可以药物在体内过程进行预测。
因此新药和新制剂均需要进行动物和人体试验,了解其药物代谢动力学过程。
药物代谢动力学已成为临床医学的重要组成部分。
中国药科大学药物代谢动力学研究中心为本科生、研究生开设《药物代谢动力学》课程教学已有二十多年历史,本书是在原《药物动力学教学讲义》基础,经多年修正、拓展而成的。
全书十三章,三十余万字,重点阐述围绕药物代谢动力学理论及其在新药研究中的作用,与其它教材相比,创新之处在于重点阐述现代药物代谢动力学理论及其经典药物代谢动力学在新药及其新制剂研究中的应用以及目前迅速发展的药物代谢动力学体外研究模型等新内容。
内容提要:药物代谢动力学是定量研究药物在机体内吸收、分布、排泄和代谢规律的一门学科。
在创新研制过程中,药物代谢动力学研究与药效学、毒理学研究处于同等重要的地位,已成为药物临床前研究和临床研究重要组成部分。
本书重点阐述围绕药物代谢动力学理论及其在新药研究中的作用,与其它教材相比,创新之处在于重点阐述现代药物代谢动力学理论及其经典药物代谢动力学在新药及其新制剂研究中的应用以及目前迅速发展的药物代谢动力学体外研究模型等新内容。
共十三章,分别为概述、药物体内转运、药物代谢、经典的房室模型理论、非线性药物代谢动力学、统计矩理论及其应用、生物利用度及其生物等效性评价、临床药物代谢动力学、药物代谢动力学与药效动力学结合模型、生理药物代谢动力学模型及其应用实践、手性药物代谢动力学、新药临床前药物代谢动力学研究和计算机在药物代谢动力学研究中的应用。
药物代谢动力学和毒理学研究
药物代谢动力学和毒理学研究是药学领域的一大研究重点。
药物代谢动力学研究主要关注药物在人体内的代谢,包括吸收、分布、代谢、排泄等全过程,而毒理学则关注药物对人体的毒性作用以及毒品的滥用和成瘾等问题,两者有着千丝万缕的联系。
本文将从药物代谢动力学和毒理学两方面探讨这个话题。
一、药物代谢动力学药物代谢动力学研究的主要目的是掌握药物在体内的代谢速率和代谢路径,从而为开发有效的药物提供科学依据。
药物代谢动力学研究包括药代动力学(Pharmacokinetics,PK)和药代动力学抗体(Pharmacokinetic antibodies,PKAbs)等多种方法。
药代动力学研究涉及到药物吸收、分布、代谢和排泄四个方面。
世界卫生组织将药物的吸收、分布、代谢和排泄简称为“ADME”。
药物的吸收一般指口服药物进入胃肠道后的吸收情况,一般分为肠道吸收和门静脉吸收。
药物的分布则指药物在血浆和组织中的分布情况,这个过程对药物治疗效果和不良反应影响较大。
药物代谢则指药物在体内的代谢途径和代谢产物。
药物的代谢往往通过酶系统完成,体内酶类主要包括细胞色素P-450酶系统、转移酶和酸液酸酯酶等。
药物排泄则指药物经过肝和肾等器官的排泄情况。
二、毒理学研究毒理学研究主要关注药物的毒性作用,包括药物剂量对身体的影响、药物与细胞不良反应的相关性以及毒品的滥用和成瘾等问题。
毒理学研究主要分为急性毒性和慢性毒性两种。
急性毒性是指短期大剂量暴露下的不良反应,这种反应常常是致命的或是可以加重疾病症状的。
常见的急性毒性反应包括中毒、过敏反应和致命反应等。
慢性毒性则是指长期小剂量暴露下对身体产生的慢性损害,其中包括免疫反应、发育问题、癌症等。
毒理学研究的目的是防范药品的不良反应以及毒品的滥用。
目前,常用的毒理学研究方法包括细胞毒性测试、小鼠和大鼠模型、体内外药代动力学模拟等。
三、药物代谢动力学和毒理学的关系药物代谢动力学和毒理学是药学领域的两个重要研究领域,两者有着千丝万缕的联系。
(整理)药代动力学完整版
1.代谢分数fm:药物给药后代谢物的AUC和等mol的该代谢物投用后代谢物的AUC的比值。
第二章药物体内转运1. 药物肠跨膜转运机制:药物通过不搅动水层;药物通过肠上皮;药物透过细胞间隙;药物通过淋巴吸收。
2. 血浆蛋白:白蛋白、α1-糖蛋白、脂蛋白3. 被动转运的药物的膜扩散速度取决于:油/水分配系数4. 血脑屏障的特点:脂溶性药物易于透过、低导水性、高反射系数、高电阻性。
5. 肾脏排泄药物及其代谢物涉及三个过程:肾小球的滤过、肾小管主动分泌、肾小管重吸收。
6. 肝肠循环:某些药物,尤其是胆汁排泄分数高的药物,经胆汁排泄至十二指肠后,被重吸收。
一、药物跨膜转运的方式及特点1. 被动扩散特点:①顺浓度梯度转运②无选择性,与药物的油/水分配系数有关③无饱和现象④无竞争性抑制作用⑤不需要能量2. 孔道转运特点:①主要为水和电解质的转运②转运速率与所处组织及膜的性质有关3. 特殊转运包括:主动转运、载体转运、受体介导的转运特点:①逆浓度梯度转运②常需要能量③有饱和现象④有竞争性抑制作用⑤有选择性4. 其他转运方式包括:①易化扩散类似于主动转运,但不需要能量②胞饮主要转运大分子化合物二、影响药物吸收的因素有哪些①药物和剂型的影响②胃排空时间的影响③首过效应④肠上皮的外排⑤疾病⑥药物相互作用三、研究药物吸收的方法有哪些,各有何特点?1. 整体动物实验法能够很好地反映给药后药物的吸收过程,是目前最常用的研究药物吸收的实验方法。
缺点:①不能从细胞或分子水平上研究药物的吸收机制;②生物样本中的药物分析方法干扰较多,较难建立;③由于试验个体间的差异,导致试验结果差异较大;④整体动物或人体研究所需药量较大,周期较长。
2. 在体肠灌流法:本法能避免胃内容物和消化道固有生理活动对结果的影响。
3. 离体肠外翻法:该法可根据需要研究不同肠段的药物吸收或分泌特性及其影响因素。
4. Caco-2细胞模型法Caco-2细胞的结构和生化作用都类似于人小肠上皮细胞,并且含有与刷状缘上皮细胞相关的酶系。
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常见的肝药酶诱导剂
• Phenytoin
苯妥英
• Phenobarbitone 苯巴比妥
• Carbamazepine 卡马西平
• Rifampicin
利福平
• Griseofulvin
灰黄霉素
• Chronic alcohol intake 长期饮酒
• Smoking
吸烟
常见的肝药酶抑制剂
• Chloramphenicol • Sodium valproate • Sulphonamides • Phenylbutazone • Isoniazid • Amiodarone • Omeprazole • 口服避孕药
2. 经其它途径排泄
胃肠道与胆汁排泄 肝肠循环
肠肝循环(enterohepatic circulation)
毒物与其代谢物由胆汁进入肠道,一部分随粪便排出,一部分由 于肠液或细菌酶催化增加其脂溶性而被肠道重吸收,重新返回肝 脏。毒物排泄速度减慢,毒作用持续时间延长。
Liver
Drug
经肺排泄
挥发性高的有机溶剂如乙醇等。
NADP+
• 许多药物或其他化合物可以改变肝药酶的活性, 能提高活性的药物称为“药酶诱导剂”,反之称 为“药酶抑制剂”。
• 酶诱导的结果是促进代谢,通常可降低大多数药 物的药理作用,包括诱导剂本身和一些同时应用 的药物。
• 许多药物能对肝微粒体中酶产生抑制作用,从而 使其他药物代谢减慢,导致药理活性与毒副作用 增加。
例外:治疗帕金森氏症的药物左旋多巴、人工甜味剂 天冬酰苯丙氨酸甲酯可分别经苯丙氨酸和天冬氨酸的 转运载体被吸收。
(二) 经肺吸收
气体、挥发性溶剂或颗粒可经由肺部吸收,如吸入给药(吸入麻醉)、喷雾 给药 (喷雾剂),因此药物可通过肺泡壁吸收产生毒性作用。
毒 物
鼻
血 液
咽
胃
支
肠
气
道
管
肺泡
(三) 经皮肤吸收
3. 药物在脂肪组织中的储存
高脂溶性的有机化合物,如硫喷妥、地西泮。
4. 药物在骨骼组织的储存
四环素、氟喹诺酮类
(三) 体内生物膜屏障(membrane barriers)
血脑屏障 Blood Brain Barrier
药物渗入脑部的程度取决于其脂 溶性,一般外来化合物只有分子 量小、脂溶性高的才能穿透。
1. 药物代谢的部位
肝脏:富含生物转化酶系,主要器官
肝外部位:肺、肠、肾、脑 、肠道等
2.药物在体内转化的两个步骤:
I相反应
II相反应
药物
代谢物
结合物
(氧化、水解、还原等) (结合)
• 药物经生物转化后,其结局如下: ①灭活、毒性降低 ②极性增加 ③产生毒性代谢物
Ⅰ相反应(phase Ⅰ biotransformation)
各药间无竞争性抑制现象
主动转运 (active transport)
特点:水溶性大分子化合物的主要转运形式。 逆浓度差转运 消耗能量 需载体,有饱和性 有竞争性抑制现象(例:丙磺舒与青霉素)
易化扩散 (facilited diffusion) 特点: 顺浓度差转运 不需要能量 需载体,有饱和性 有竞争性抑制现象
特殊转运 (specialized transport) 内摄作用(endocytosis) 液体毒物:吞饮作用(pinocytosis) 颗粒毒物:吞噬作用(phagocytosis)
主要影响毒物通过细胞膜的因素
药物的脂溶性 膜面积与厚度 毒物的浓度差 局部血流量
一、吸收(absorption )
多房室模型由一个中央室和若干个周边室相互连接而成。中央 室通常由血液与血液供应丰富、血流通畅的组织器官构成如心 脏、肝脏、肾脏、脑组织等;周边室通常指血管供应较少、血 流缓慢的组织器官如静止状态的肌肉、脂肪组织、皮肤等。
1. 一房室模型(First-order compartment model)
药物 吸收
消除
一房室模型时-量曲线
静脉给药后的药物在 血中浓度的对数与时 间成正比
静脉给药后在机体内消除过程的一室时量曲线
一房室模型:体内药物瞬时在各部位达到平衡,即给药后血 液中浓度和全身各组织器官部位浓度迅即达到平衡。
当毒物浓度极低时,如通常的接触剂量(即暴露剂量),毒 物的动力学过程如吸收、消除和生物转化符合一级消除动力 学(first-order kinetics)。
• 谷胱转移酶在肝、肾中都含有,肝细胞胞液含量 较多,近年来发现肝微粒体上亦有存在
四、排泄 excretion
药物和毒物以原形或代谢产物形式通过排泄或分泌 器官排出体外的过程。
排泄途径
肾脏
胃肠道
肺脏
汗腺
乳汁
1.经尿液排泄
肾脏是排泄毒物的最重要器官,包括肾小球 的被动滤过、肾小管的重吸收和主动分泌。
药物毒代动力学研究所用的剂量远远高于药效剂量 和临床拟用剂量,并且为多次重复用药,其给药情 况和毒理学研究的实际情况相同或相似,所获结果 对动物毒理学试验研究方案的设计、结果的评价以 与将动物试验结果外推到人的安全性评价等方面都 有很大的帮助。
药代动力学研究的数学处理现在一般用计算 机程序,如WinNonlin、PKAnalyst、Summit 和SAS,均可进行房室数、计算模型等。
一、 动力学模型 (Kinetic model)
动力学模型
经典动力学模型 Classical toxicokinetics
生理动力学模型 Physiological toxicokinetics
(一)经典动力学模型 Classical toxicokinetics
基本概念:
动力学的房室(compartment)概念是抽象的数学概念,其划分 取决于毒物在体内的转运与/或转化速率。 一房室模型 (one compartment model) 二房室模型 (two compartment model) 中央室 (central compartment) 周边室 (peripheral compartment)
1)细胞色素 P450药物代谢酶系,cytochrome P450,CYP450
是Ⅰ相反应中促进药物生物转化的主要酶系统(故又简 称肝药酶),有许多种同工酶。
CYP2D6
家族
亚家族
酶
底物RH在细胞色素 P450药物代谢酶系的作用下, 进行如下氧化反应:
RH +O2
ROH +H2O
NADPH + H+
物 转
膜动转运(cytosis) 胞饮(pinocytosis)
运
胞吐(exocytosis)
简单扩散(simple diffusion)
被动转运
滤过(filtration)
被动转运 (passive transport)
绝大多数毒物按此方式通过生物膜
➢特点:
顺膜两侧浓度差转运 高
低
不消耗能量
不需载体,无饱和性
经唾液、汗腺排泄
铅、砷等重金属和某些生物碱等。
经乳汁、头发排泄
许多金属、毒品、有机氯农药等可从乳汁排泄而影响婴儿。某些 重金属可排泄到头发中。
第二节 毒代动力学 Toxicokinetics
以速率理论出发,用数学模型分析和研究化学毒物在体内吸收、 分布、代谢和排泄的动力学规律和过程。
时-量关系是毒物动力学研究的核心问题,其目的是:求出动 力学参数,阐明不同染毒频率、剂量、途径下毒物的吸收、分布和 消除特征,为毒理学实验提供依据。根据毒物时-量变化规律与毒 理学效应之间的关系,揭示毒作用机制,用于人的危险度评估。
(一)分布容积 distribution volume
体内毒物总量和血浆药物浓度之比。 Vd非体内生理空间,因此也叫表观分 布 容 积 (Apparent volume of distribution) 。
Vd
A(mg) C(mg/ L)
A:体内药物总量 C:平衡时血药浓度
(二)药物(毒物)在组织中的储存
指经过氧化、还原和水解等反应使外源化学物暴露 或产生极性基团,如-OH、-NH2、-SH、-COOH等, 水溶性增高并成为适合于Ⅱ相反应的底物。
Ⅱ相反应(phase Ⅱ biotransformation)
指具有一定极性的外源化学物与内源性辅因子(结合 基团)进行化学结合的反应 (conjugation)。极性增加, 有利于从体内排出。
药物从接触部位,通常是机体的外表面或内表面的生物膜转运 至血循环的过程。 (一)经胃肠道吸收 是药物和毒物吸收最重要的部位之一,治疗服用、误用或者自 杀。 如安眠药、有机磷农药等。 药物在胃肠道的任何部位均可被吸收,但主要是小肠,其次是 胃。
药物在胃肠道的吸收主要通过简单扩散。最大脂溶状 态和最小电离状态下才能被充分吸收。 解毒:降低毒物脂溶性,增加解离度。
> 90% but < 95% bound
Glibenclamide 格列本脲 Phenytoin 苯妥英 Propranolol 普萘洛尔 Sodium Valproate 丙戊酸钠
2. 药物在肝脏和肾脏的储存
肝脏细胞内的 谷胱甘肽S-转移酶
药物、毒物、 有机酸
肝脏、肾脏中的 金属硫蛋白
金属 离子
胎盘屏障 Placental barriers
大部分外来化合物透过胎 盘的机理是简单扩散,而 胚胎发育所必需的营养物 质,则通过主动转运而进 入胚胎。几乎所有的药物 都能穿透胎盘屏障。
三、生物转化 Biotransformation
药物在机体内经多种酶催化发生的化学变化并形成分解产 物的过程。多数情况其药理或毒理活性减弱,水溶性增加,排 泄加速。有的可使其毒性增强,甚至可产生致畸、致癌效应。