药物代谢动力学模型1
药物在体内代谢动力学模型的建立
药物在体内代谢动力学模型的建立药物代谢是指药物在体内经过一系列生物化学反应的过程，其中包括吸收、分布、代谢和排泄四个环节。
了解药物在体内的代谢动力学是研究药物作用机制、药物相互作用和用药方案设计的重要基础。
本文将探讨药物在体内代谢动力学模型的建立方法和意义。
一、药物代谢动力学的基本概念药物代谢动力学是研究药物在体内代谢过程的速率和规律的科学。
药物代谢一般遵循一级动力学过程，即药物在体内的浓度变化速率与体内已有药物浓度成正比。
药物代谢动力学参数的研究对于预测药物的药效、毒性和药代动力学会有重要意义。
二、药物代谢动力学模型的种类1. 单室模型单室动力学模型是最简单的药物代谢动力学模型，假设药物在体内存在一个统一的代谢速率。
该模型用于描述药物在体内分布均匀的特点，适用于大多数药物。
2. 双室模型双室动力学模型进一步细化了药物在体内的代谢过程。
该模型将体内分为两个不同的室，分别代表中央和外周组织的药物浓度。
这种模型更能准确反映药物的实际分布情况，适用于具有组织亲和性的药物。
3. 生理药动模型生理药动模型基于对人体生理特征和组织解剖结构的理解，结合药物在体内动力学的特点，构建了更为复杂和真实的药物代谢模型。
该模型考虑了各个器官对药物的影响，并能预测不同剂量下药物在体内的浓度变化。
三、药物代谢动力学模型的建立方法1. 动力学参数的测定建立药物代谢动力学模型的前提是准确测定药物在体内的浓度变化。
可以通过采集血液、尿液等样本，使用高效液相色谱-质谱联用技术等分析方法，测定药物浓度。
2. 参数拟合与模型建立根据测定得到的药物浓度数据，使用适当的数学模型进行参数拟合。
可以利用最小二乘法等统计方法，找到最佳的参数估计，从而建立起药物代谢动力学模型。
3. 模型评价与验证建立药物代谢动力学模型后，需要对模型进行评价与验证。
可以使用交叉验证、残差分析等方法对模型的拟合效果进行检验，并比较模型预测结果与实际测定结果的一致性。
药物药代动力学模型建立与验证
药物药代动力学模型建立与验证药物代谢动力学是研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄的过程以及这些过程之间的相互关系的学科。
药代动力学模型是对药物代谢动力学过程进行量化和描述的数学模型。
建立和验证合适的药代动力学模型对于药物的研发和药物治疗的优化至关重要。
一、药物药代动力学模型的建立药物药代动力学模型的建立是一个复杂的过程，需要考虑药物在各个器官和组织中的分布、药物的代谢过程以及体内的各种生理功能。
建立药物药代动力学模型的一般步骤包括：1. 数据收集与处理在建立药物药代动力学模型之前，需要收集和整理相关的药物代谢动力学实验数据。
这些数据可以来自于体外实验、动物实验或者人体临床试验。
收集的数据需要进行处理，包括数据的纠正、筛选和校正等。
2. 模型选择与建立根据药物的性质和研究目的，选择合适的药代动力学模型。
常见的药代动力学模型包括单室模型、双室模型、生理药动模型和机械药动模型等。
根据实验数据进行参数估计，确定模型的参数。
3. 参数估计与模型验证通过药代动力学模型中的参数估计方法，对模型中的吸收、分布、代谢和排泄过程的参数进行估计。
估计得到的参数需要进行模型的验证，与实验数据进行比较，评估模型的拟合程度和预测能力。
二、药物药代动力学模型的验证药物药代动力学模型的验证是判断模型的可靠性和适用性的过程。
常用的验证方法包括：1. 模型的预测能力验证将模型应用于新的实验数据，观察模型在新数据上的拟合效果和预测精度。
如果模型能够准确预测新数据的代谢过程和药物浓度变化，说明模型具有较好的预测能力。
2. 模型参数的稳定性验证通过对模型参数进行敏感性分析，评估模型中参数的稳定性和可靠性。
敏感性分析包括参数估计误差对模型输出的影响程度的评估，以及模型参数的置信区间的计算和分析。
3. 模型的同质性验证将模型应用于不同个体或不同实验条件下的数据，观察模型在不同情况下的适应性和一致性。
如果模型在不同个体和不同实验条件下的数据上都能够良好地拟合，说明模型具有较好的同质性。
药理学第二章药物代谢动力学PPT课件
半衰期（T1/2）
总结词
描述药物在体内消除一半所需时间的参数。
详细描述
半衰期是药物在体内消除一半所需的时间，它是药物代谢动力学的重要参数之一。T1/2值越短，药物 消除越快。药物的消除途径、代谢速率和排泄速率等因素都会影响T1/2值。
清除率（Cl）
总结词
描述肾脏清除药物的能力的参数。
详细描述
清除率是指肾脏清除药物的能力，它是药物代谢动力学的重要参 数之一。Cl值越大，肾脏清除药物的能力越强。药物的排泄速率 、尿液pH值和尿液流量等因素都会影响Cl值。
二室模型
总结词
二室模型考虑了药物在体内分布的不均 匀性，将身体分为中央室和周边室两个 部分。
VS
详细描述
二室模型将身体分为中央室和周边室两个 部分，中央室包括血液和主要的脏器，周 边室包括其他组织。该模型适用于药物在 体内分布不均匀，且在中央室和周边室的 转运速率不同的情况。
微生物模型
总结词
微生物模型是用于描述药物在微生物中的代谢和消除过程的模型，常用于药物制剂的微 生物学质量控制。
05
药物代谢动力学的实际应用
个体化给药方案设计
根据患者的年龄、体重、性别、生理状态等因素，制定个性化的给药方案，确保 药物在体内达到最佳的治疗效果。
通过监测患者的药物代谢情况，调整给药剂量和频率，以实现最佳的治疗效果并 减少不良反应。
新药研发与评价
药物代谢动力学是新药研发的重要环 节，用于评估药物的吸收、分布、代 谢和排泄等特性。
疾病状态
疾病状态可以影响药物的吸收、分布、代谢和排泄，导致药 物代谢动力学参数的变化。
肝肾功能不全的患者对药物的代谢和排泄能力较弱，需要调 整药物剂量。
药代动力学模型ppt(38张)
Css
k0 kV
定义任意时间血药浓度与稳态浓度比为fss, 即：
f ss
C C ss
从而可以计算血药浓度达到稳态浓度的某一分数fss所需要的时间长短。
假定该时间相当于nt1/2，由3-19式得到： n ln(1 f ss ) 0.693
静脉滴注给药存在下列特征：
1) 按恒速滴注给药， 血药浓度随时间递增，当时间趋
药物进入组织中的速率主要受组织血流灌注速率的控制 膜限制模型(membrane limited) 毛细血管膜的通透性成为药物进入组织的主要限制因素。 如脑、睾丸等
药代动力学模型(PPT38页)
药代动力学模型(PPT38页)
肝清除率(Hepatic clearance,CLH )
概念：在单位时间内肝脏清除药物的总量与当
无穷大时， 血药浓度达稳态。对于同一药物，稳态浓度
大小取决于滴注速率。
2) 达到稳态某一分数所需要的时间长短取决于半衰期，
而与滴注速率无关。当时间相当于3.32t1/2,时，血药浓度 相当于稳态浓度的90%， 当时间相当于6.64t1/2时，血药 浓度相当于稳态浓度的99%。
3)已知期望血药浓度，可以确定静脉滴注速率k0
各阶统计矩的计算
1.零阶矩
AUC c(t)dt
0
2.一阶矩
MRT 0 tC(t)dt AUMC
AUC
AUC
3.二阶矩
误差大、结果不肯定、应用价值小，故不用
药代动力学模型(PPT38页)
用统计矩计算药代动力学参数
一、清除率
是指单位时间内多少表观分布容积内的药物被清除掉。
Cl
( dx )dt 0 dt
第3节 生理药物代谢动力学模型 一、生理药物代谢动力学模型的基础
第四章房室模型药物代谢动力学
式中AUCiv和AUCext分别为静注给药和血管外给药后的血药 曲线下面积， Div和Dext分别为静注和血管外给药后的剂量。
（5）药峰时间（tmax）和药峰浓度（Cmax）
1）药峰时间
2）药峰浓度
二. 多剂量给药动力学
临床上有些药物如镇痛药、催眠药及止吐 药等只需应用单剂量后即可获得期望的疗 效，一般不必再次给药来维持其疗效时， 这类药物常采用单剂量给药。但在临床实 践中，许多疾病的药物治疗必须经重复多 次给药方能达到预期的疗效。这类药物需 按照一定的剂量、一定的给药间隔，经多 次重复给药后才能使血药浓度保持在一定 的有效浓度范围内，从而达到预期疗效。
药动学参数(pharmacokinetic parameter) 是反映药物在体内动态变化规律性的一些 常数，如吸收、转运和消除速率常数、表 观分布容积、消除半衰期等，通过这些参 数来反映药物在体内经时过程的动力学特 点及动态变化规律性。
1．药峰时间(tmax)和药峰浓度(Cmax)
药物经血管外给药吸收后出现的血药浓度 最大值称为药峰浓度，达到药峰浓度所需 的时间为药峰时间。
t =nt½
第四章 房室模型药物代谢动力学
动力学特性
(1)．血药浓度随时间递增，当t→∞时， e-kt→0，血药浓度达到稳态，稳态血药浓
度Css可按下式估算。
(2) 稳态水平高低取决于滴注速率，Css与k0正比 关系。
(3) 达到稳态水平所需要的时间取决于药物的消 除半衰期，而与滴注速率无关，当t=3.32t1/2时， C=0.9Css，当t=6.64t1/2时，C=0.99Css，即经 3.32t1/2即可达到坪水平的90%；经6.64t1/2即可达 到坪水平的99%。
临床药物代谢动力学：药物代谢动力学公式
一室模型
一、静脉注射
1. 血药浓度经时方程
浓度时间关系
对数时间关系
一室模型 一、静脉注射
2. 重要参数：
Vd
X X0 C C0
一室模型 一、静脉注射
3. K的求算：
1）血药浓度
2）尿速度法
2）尿亏量法
一室模型 二、静脉滴注
1. 血药浓度时间方程：
k C (1 e kT) e k .t ' (t ' t T ) V .k
三、多剂量给药
1.多剂量函数
一室模型
三、多剂量给药
2.多剂静脉注射给药（经时方程）
一室模型
三、多剂量给药
2.多剂静脉注射给药
一室模型
三、多剂量给药
2.多剂静脉注射给药
一室模型
三、多剂量给药
2.多剂静脉注射给药
一室模型
（一）多剂量给药
3.间歇静脉滴注给药
一室模型
1）稳态最大和最小浓度
2）τ 、t`和 K0的估算
2.303 Ka t max lg Ka K K
c
e
Ka(t t 0)
max
FXo Vd
e
Kt max
c
KaFX 0 K (t t 0) ( Vd ( Ka K )
e
)
一室模型
三、血管外给药
2.重要参数
KaXo V /F ( Ka K ) A
一室模型
一室模型
（一）多剂量给药
4.口服给药
二室模型
血药浓度经时方程
二室模型
3）参数间的关系
K10、K12
二室模型
药物代谢动力学1
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到达平安有效的浓度。
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局部。
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〕和零级消除动力学〔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、药物去除半衰期〔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。
2、去除率〔clearance，CL〕，是机体去除器官在单位时间内去除药物的血浆容积，即单位时间内有多少体积的血浆中所含药物被机体去除。
使体内肝脏、肾脏和其他所有消除器官去除药物的总和。
3、表观分布容积〔apparent volume of distribution，V d〕，是指当血浆和组织内药物分布到达平衡后，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。
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。
体内过程即药物被吸收进入机体到最后被机体排出的全部历程，包括吸收、分布、代谢和排泄等过程。
其中吸收、分布和排泄属物理变化称为转运。
代谢属于化学变化亦称转化。
机体对药物作用的过程，表现为体内药物浓度随时间变化的规律。
药物动力学是研究药物体内过程规律，特别是研究血药浓度随时间而变化的规律。
1.吸收〔absorption〕药物从给药部位进入血液循环的过程称为吸收。
药物代谢动力学的数学模型
药物代谢动力学的数学模型药物代谢动力学是研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄等生物转化过程的科学。
在新药研究和药物治疗方面，药物代谢动力学的研究显得尤为重要。
药物代谢动力学的数学模型是药物代谢动力学研究的重要工具，可以用于描述药物在体内的动态变化，对药物的临床使用、药物剂量的设计及药物副作用等问题有重要的指导作用。
药物代谢动力学所研究的药物是化学分子，因此涉及到化学反应动力学的概念。
药物代谢动力学的数学模型基于药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄的动力学，即药物浓度随时间的变化规律。
对于大多数药物而言，其浓度-时间曲线可分为三个阶段：药物吸收期、药物分布期和药物消除期。
药物吸收期是指药物从给药途径进入体内后，随着时间的推移，药物在胃肠道内被吸收到血液循环系统中的过程。
药物吸收期的数学模型主要是描述药物吸收速率、吸收过程的动力学特性以及胃肠道的物理-化学反应机制。
最常用的数学模型是0-阶和一阶速率模型，即：$$C =K_0 = \frac{dC}{dt} =K\cdot C_0$$$$C = C_0 e^{-Kt}$$其中，C是血浆药物浓度，C0是药物在吸收阶段初次剂量后的初始浓度，t是时间，K是药物的吸收常数，K0是药物吸收速率。
0阶速率模型一般用来描述滞后期明显的药物吸收过程，一阶速率模型则适用于多数药物的吸收过程。
药物分布期是指药物进入体内后，分布到各个组织器官的过程。
药物分布期的数学模型主要是描述药物的分布动力学。
药物分布期的数学模型也有两种，即多室模型和单室模型。
多室模型认为药物分布在不同的组织和器官中，每个组织和器官都是一个动态的药物库，它们之间通过药物的再分布和消除发生相互作用；而单室模型则只考虑体内单一的药物库，忽略了不同组织和器官之间的差异。
药物分布期的数学模型详解可以参考下列方程：$$\frac{dQ_1}{dt} = K_{12}\cdot Q_1 - K_{21}\cdot Q_2$$$$\frac{dQ_2}{dt} = K_{21}\cdot Q_1 - K_{20}\cdot Q_2$$$$C = \frac{Q_1}{V_1}$$其中，$Q_1$和$Q_2$分别是药物分布在组织中的量，$V_1$和$V_2$分别是组织或器官的体积，$C$是血浆药物浓度，$K_{12}$、$K_{21}$和$K_{20}$分别是药物分布和消除的常数。
药物的药代动力学与药物剂量个体化模型
药物的药代动力学与药物剂量个体化模型药物代谢动力学是研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程的科学。
药物剂量个体化模型则是基于药物代谢动力学的研究，旨在根据个体的特征和疾病状态来确定最佳的药物剂量。
本文将就药物的药代动力学与药物剂量个体化模型进行探讨。
一、药物代谢动力学药物的代谢过程主要发生在肝脏，也有部分在肾脏和其他组织中进行。
药物代谢动力学的主要参数包括清除率、半衰期和生物利用度。
1. 清除率清除率是指机体在单位时间内从血浆中清除药物的速度。
它可以通过血浆中药物浓度的下降速度来计算。
清除率的大小取决于药物的分布和排泄等因素，是评估药物在体内消除的重要指标。
2. 半衰期药物的半衰期是指药物在体内浓度下降到初始浓度的一半所需要的时间。
半衰期的长短可以反映药物在体内的滞留时间和药物的排泄速度。
一般来说，半衰期越长，药物在体内的滞留时间越久。
3. 生物利用度生物利用度是指药物经口给药后进入循环系统的程度。
它反映了药物在经过口服给药后被肠道吸收的效果。
生物利用度的大小不仅取决于药物的化学性质，还与个体的生理状态和遗传因素等相关。
二、药物剂量个体化模型药物剂量个体化模型是根据个体的特征和疾病状态来确定最佳的药物剂量。
它可以帮助医生更好地进行药物治疗选择，以实现治疗效果的最大化和不良反应的最小化。
1. 药动学模型药动学模型是建立在药物代谢动力学的基础上，通过数学模型来描述药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程。
药动学模型可以用来预测药物的血浆浓度和治疗效果，以及调整药物剂量。
2. 药物监测药物监测是通过定期测定患者血浆中的药物浓度来评估患者对药物的反应和药物在体内的代谢情况。
通过药物监测，医生可以根据个体的药物浓度来优化药物剂量，以达到最佳的治疗效果。
3. 个体化剂量调整个体化剂量调整是根据患者的特征和疾病状态来调整药物剂量的方法。
通过个体化剂量调整，可以避免过量或亚量给药所带来的不良反应，并提高治疗效果。
药剂学中的药物代谢动力学模型
药剂学中的药物代谢动力学模型药物代谢动力学模型是药剂学领域中的重要研究内容，它通过数学模型来描述药物在人体内的代谢过程及动力学行为。
药物代谢动力学模型的研究对于药物的合理使用和剂量调整具有重要意义。
本文将介绍药物代谢动力学模型的基本概念、分类及应用，并探讨其在药剂学研究中的意义和挑战。
一、药物代谢动力学模型的基本概念药物代谢动力学模型是研究药物在体内代谢过程的一种定量描述方法。
它可以通过建立数学方程来描述药物浓度与时间的关系，以及药物在人体内的代谢速率和消除速率等动力学参数。
常用的药物代谢动力学模型有零级动力学模型、一级动力学模型和双室模型等。
1. 零级动力学模型零级动力学模型是指药物在体内的消除速率与药物浓度无关，而是固定的。
这意味着无论药物的浓度如何，消除速率都保持不变。
这种模型常见于药物的饱和消除情况，例如乙醇的代谢。
2. 一级动力学模型一级动力学模型是指药物在体内的消除速率与药物浓度成正比。
即随着药物浓度的增加，消除速率也相应增加。
此模型常见于大多数药物的代谢过程，例如头孢菌素的消除。
3. 双室模型双室模型是较为复杂的药物代谢动力学模型。
它认为药物在体内存在两个相互转化的组织或器官，分别为中央室和外周室。
药物在体内的分布和消除分别受到这两个室的影响。
此模型常见于某些特定药物的代谢，如静脉注射药物。
二、药物代谢动力学模型的分类根据药物的作用机制和代谢途径，药物代谢动力学模型可进一步分类为饱和动力学模型和线性动力学模型。
1. 饱和动力学模型饱和动力学模型适用于药物的代谢饱和状态。
当药物在体内的代谢通路达到饱和时，代谢酶的速率将不再增加，而是保持恒定。
此时，药物代谢动力学模型通常采用零级动力学模型。
2. 线性动力学模型线性动力学模型适用于药物的代谢非饱和状态。
当药物在体内的代谢通路尚未达到饱和时，代谢酶的速率将随着药物浓度的增加而线性增加。
此时，药物代谢动力学模型通常采用一级动力学模型。
三、药物代谢动力学模型的应用药物代谢动力学模型的研究对于药物的合理使用和剂量调整具有重要的指导作用。
药物代谢动力学 数学建模
房室模型
二、细胞膜的结构与药物的转运
• 细胞膜主要由类脂（磷脂为主）和蛋白 质组成 • 分子结构的模式，——―液态镶嵌模型”。 • 生物膜是可塑的、流动的、嵌有蛋白质 的类脂双层分子的膜状结构。
• 药物的转运：药物跨过生物膜的运动。
• 以被动转运为主。
• 被动转运：药物从细胞膜高浓度一侧向低 浓度一侧的顺浓度差转运。 • 特点：不耗能，没有饱和限速，不受其他 转运物质的竞争性制约。膜两侧只要存在 浓度差，转运就不会停止。
pH和pKa决定药物分子解离多少
一般的规律是弱酸性药物在酸性体
液中(胃中)解离少,容易通过细胞膜,
即可被吸收。弱碱性药物在碱性体液
中(小肠)解离少,容易通过细胞膜,主
要在小肠吸收。
pH和pKa决定药物分子解离多少
• 不同药物的pKa不同，在同一体 液条件下解离度不同，进入靶细
胞的量不同，效应强度也不同
体内总药量（X0）与零时间血药浓度 （C0）的比值 Vd＝ X0 ／ C0
Vd是计算值，非体内生理空间，只 表示药物在体内分布广窄程度
• Vd大小取决于： • 药物理化性质（pKa等） • 在组织中的分配系数
• 与血浆蛋白或组织蛋白结合率
Vd意义——推测药物在体内的分布范围
70kg的人体，总含水量为40～46L， 血浆3L
• 2.双室模型 药物进入体内后，能迅速进入机体 的某些部位，对另一些部位，需要一段时间才 能完成分布。 • 中央室：血液及血流丰富能够瞬时分布的组织、 器官（心、肝、脾、肺、肾） • 周边室：血液供应少、药物分布缓慢的组织、 器官（骨骼、脂肪、肌肉）
房室模型
(compartment model)
dC／dt = -k1C0 积分得： Ct = C0e
药物代谢动力学模型1
口服咪达唑仑进入肠粘膜的量是给药量的 100％，肠道首关效应为43％，肝脏首关 效应为44％，口服咪达唑仑的生物利用度 是多少？
F＝100％×（1-43％）×（1-44％） ＝31.92％
总体清除率 total body clearance, TBCL
指体内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的药物被清除了。它是体内各器官 清除效率的总和。
定义: 体内药物总量D按血浆药物浓度C推算时所需的体液 的总容积。
Vd = D C
50kg成年女性静脉注射地高辛100mg后, 血浆药物浓度为 1.0ng/ml, 求地高辛的表观分布容积。
70kg病人静脉单次注射氨茶碱320mg后血浆药物浓度为 8.0mg /L,求氨茶碱的Vd。
若体内药量相同, 而血药浓度高, 则Vd小
（主要分布在血浆中）
若体内药量相同, 而血药浓度低, 则Vd大
（主要分布在组织中）
Vd是假想容积, 不代表生理容积, 但可看出药物与组织结合 程度。
60kg正常人, 体液总量36L(占体重的60%) , 其中血液3.0L(占体重的5%), 细胞内液24L(占体重的40%), 细胞外液12L(占体重的20%)
解：将K=0.693/50=0.01386 h-1 , F=0.9，Ka=1.0h-1 , Vd=1.1×50=55L , C= 0.6μg/ml ，t =8h 代入公式
C Vd (Ka-K)
0.6×55（1-0.01386）
RE = F D/τ
稳态时血药浓度为Css, av, 消除速率常数为Ke, 清除率为CL, 表观分布容积为Vd, 则药物的清除速度为
RE = Css,av×CL = Css,av×Ke×Vd
实验报告药物代谢动力学研究结果分析
实验报告药物代谢动力学研究结果分析本文旨在对实验报告的药物代谢动力学研究结果进行分析和解读。
药物代谢动力学是研究药物在体内转化与消除的过程，对于评估药物疗效和安全性具有重要意义。
以下将从药物的消失速率、半衰期、清除率、生物利用度以及药物代谢动力学模型等方面进行分析和讨论。
首先，药物的消失速率是评估药物代谢速度的重要指标。
在实验中，观察到药物在体内的浓度随时间的变化，绘制出药物浓度-时间曲线。
在曲线的初始阶段，药物浓度下降迅速，这是由于药物在体内的消失速率大于其输入速率。
根据一级动力学模型，药物的消失速率与当前药物浓度成正比，即一级速率方程：dC/dt = -kC，其中dC/dt表示药物浓度的变化率，k表示药物的消失速率常数，C表示药物浓度。
其次，半衰期是衡量药物在体内消失速度的重要参数。
半衰期定义为药物浓度下降到初始浓度的一半所需的时间。
根据一级动力学模型，半衰期与消失速率常数k呈反相关关系，半衰期越短，药物代谢速度越快，反之则代谢速度较慢。
第三，清除率是评估药物在体内消除的速率的指标。
清除率是指单位时间内机体从血浆中清除药物的数量。
根据一级动力学模型，清除率等于消失速率常数k乘以药物的分布容积，即CL = kVd，其中CL表示清除率，Vd表示药物的分布容积。
清除率的值可以反映药物的有效清除能力，对于评估药物在体内的代谢和消除具有重要意义。
第四，生物利用度是评估药物经过给药途径后被吸收的程度的指标。
生物利用度与药物的给药途径、吸收速率以及首过效应有关。
生物利用度可以用以下公式表示：F = AUCo/AUCi × Doseo/Dosei，其中F表示生物利用度，AUCo和AUCi分别表示口服给药和静脉给药情况下的药物曲线下面积，Doseo和Dosei分别表示口服给药和静脉给药的药物剂量。
生物利用度越高，代表药物吸收效果越好。
最后，药物代谢动力学模型是对实验数据进行拟合的重要工具，可以用来预测和解释药物在体内转化与消除的过程。
药物的药物动力学与药效动力学模型
药物的药物动力学与药效动力学模型药物动力学与药效动力学是药理学中的两个重要分支，它们研究了药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄等过程，以及药物对机体产生的药效。
药物动力学主要关注药物在体内的浓度变化，而药效动力学则研究药物与机体的相互作用及药物引起的生理和生化效应。
在临床实践和新药研发中，了解药物的药物动力学与药效动力学模型对于合理使用药物、探索药物作用机制具有重要意义。
一、药物动力学模型药物动力学模型是用来描述药物在体内吸收、分布、代谢、排泄等参数的数学模型。
常见的药物动力学模型包括一室模型、二室模型和多室模型。
1. 一室模型一室模型也称为单室模型，是一种简化的描述药物在体内分布与排泄过程的模型。
该模型假设药物在体内的吸收与分布迅速，且没有明显的组织与脏器差异，药物浓度均匀分布在体内的一个“室”内。
一室模型的数学表达式为C(t)=C(0) * e^(-kt)，其中C(t)表示药物在体内的浓度随时间的变化，C(0)为给药后初始浓度，k为消除速率常数，t为时间。
2. 二室模型二室模型假设药物在体内存在两个室间的分布，通常将中枢室和周围室作为独立的两个室。
药物在吸收后会先经过中枢室，然后再由中枢室到达周围室。
二室模型的数学表达式为C(t)=C(1) * e^(-αt) + C(2) * e^(-βt)，其中C(t)表示药物在体内的浓度随时间的变化，C(1)和C(2)分别为中枢室和周围室的浓度，α和β分别为各室的消除速率常数，t为时间。
3. 多室模型多室模型进一步推广了药物动力学模型的复杂性，考虑了更多组织与脏器间的动力学差异。
多室模型的数学表达式可根据实际情况进行灵活调整，常见的包括三室模型、四室模型等。
二、药效动力学模型药效动力学模型描述了药物与目标生物体的相互作用和药物引起的生理、生化效应。
根据药效学的特点，药效动力学模型通常可以分为非线性模型和线性模型两类。
1. 非线性模型非线性模型一般用于描述药物对受体的作用和药物剂量与效应之间的非线性关系。
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解：将K=0.693/50=0.01386 h-1 , F=0.9，Ka=1.0h-1 , Vd=1.1×50=55L , C= 0.6μg/ml ，t =8h 代入公式
时，药物的清除率可以反应肾小球的滤过率。设单位时间 尿量为V，尿液中药物浓度为U，血液中药物浓度为C, 则 肾小球滤过率=U×V/C
肾脏清除率的计算
菊糖是一种小分子多糖，原型经肾小球滤过排出，不被肾 小管重吸收也不被分泌。静脉缓慢滴注菊糖使血液中浓度 为1mg/ml，收集受试者若干分钟尿液计算得平均尿量 2ml/min，测定尿液中菊糖的浓度为200mg/dl，求肾脏的 清除率是多少。
dC dt
=
–
Vm C Km
当药物浓度明显高于Km时，即C »Km时
dC dt
=
– Vm
零级动力学和米-曼速率过程又称非线性动力学过程。该 过程半衰期等参数随剂量改变，又称剂量依赖性速率过程。
主要的药动学参数
消除速率常数（K）
一室模型中药物消除速率为
dX dt
= –KX
如果消除速率K = 0.5h-1，就意味着每小时机体可以消除体 内当时药量的50%。
RE = F D/τ
稳态时血药浓度为Css, av，消除速率常数为Ke，清除率为 CL，表观分布容积为Vd，则药物的清除速度为
RE = Css,av×CL = Css,av×Ke×Vd
有上述两式得F D/τ= Css,av×Ke×Vd，变换后得
Css, av
=
FD KτVd
给药量和时间间隔对稳态浓度的影响
0.969 0.985
T1/2
1
注：D=1
2
3
4
5
6
时间
等量（D）等间隔（ τ）给药，给药间隔为一个半衰期。
零级动力学过程
药物自某房室或某部位的转运速率与该房室或该部位的药 量或浓度的零次方成正比。
dC dt
= –K
C = C0 – Kt
转运速度与剂量或浓度无关，按恒量转运，即等量转运。 但单位时间转运的百分比是可变的。
公式变换：D = C0Vd=CVdekt = CVd2n
将已知数带入公式求解：C=0.01g/L, Vd=0.28L/kg, n=5/2.5=2
D=0.01×0.28×50 ×2 = 48mg
某镇痛药t 1/2=2h，Vd=100L，血浓低于0.1mg/L时痛觉 恢复，为保持手术后6h不痛，求给药剂量D？
临床药物代谢动学 Clinic pharmacokinetics
药物代谢动力学模型1
房室模型
房室（compartment）的概念 房室是一个假想的空间，体内某些部位只要药物转运的速 率相同就可以归为一个房室。
药动学房室模型 按照药物在体内转运速率的差异，以实验数据和理论计算 而设置的数学模型。 开放性一室模型（open one compartment model） 开放性二室模型（open two compartment model） 三室模型
消除速率过程
按照药物转运速度与药量或浓度之间的关系可分为
✓ 一级动力学过程（first-order kinetic process） 假定机体有一个房室组成，给药可立即均匀分布在全身体 液和组织，并以一定速率从该室消除。药-时曲线呈单指 数衰减。
✓ 零级动力学过程（zero-order kinetic process） 假定机体由中央室和周边室组成。药物首先迅速均匀分布 于中央室，而后才到达周边室。假定药物仅从中央室消除。 药-时曲线呈单指数衰减。
当停止用药时间达到5个药物的t1/2时，药物的血浓度 （或体存量）仅余原来的3%，可认为已基本全部消除。
2
血 浆 浓 度1
稳态血浆浓度 (steady state plasma concentration Css)
D 1.5
D 1.75
D 1.875
D
D
D
1.938 1.969
1 0.5
0.875 0.938 0.75
单次快速静脉注射给药方案的设计
例1，某药的体内消除符合一室开放模型，半衰期为2.5h， Vd=0.28L/kg，患者体重50kg。如果注射足量的药物，使 能5h内保持0.01g/L以上的血药浓度？确定该药静脉注射所 需的剂量。
适用的公式：C = C0e–kt
t1/2 =
0.693 Ke
n=
t t1/2
生物利用度 bioavailability, F
指药物吸收进入血液循环的程度和速度。通常药物的吸收 程度用AUC表示，吸收速度用Cmax或者Tmax表示。
绝对生物利用度 血管外给药的AUC与静脉注射时的AUC进行比较。
相对生物利用度 同一给药途径下不同制剂之间比较。
A制药公司产品
B制药公司生产的 两批产品
C0=?
0.1mg/L
6h
解：将t1/2=2h, Vd=100L, C＝0.1mg/l代入
D CVd ekt
CV e0.693 / t1 / 2t d
CVd 2t / t1/ 2
D= 0.1×100×2 6/2 = 80 mg
单次血管外给药
例2， 体重50kg，服用某一符合一室开放模型消除的药物， 期望口服一定剂量的药物8h后，血药浓度维持在0.6mg/L, 问应该如何计算给药剂量？已知该药F=90%, Ka=1.0h-1,
✓ 米-曼速率过程（Michaelis-Menten rate process） 体内组织对药物转运能力差异大，非常复杂，药-时曲线 呈三指数衰减。
一级动力学过程
药物在房室或某部位的转运速率（dC/dt）与该房室或 该部位的药量或浓度的一次方成正比。
dC dt
= –KC
C = C0e–kt
logC=logC0–K/2.303t
给药剂量不变， 给药间隔缩短， 稳态浓度增加
给药剂量增加， 给药间隔不变， 稳态浓度增加
负荷剂量与维持剂量
DL
DM
药物代谢动力学用于给药方案设计
制定给药方案的步骤
✓ 首先明确药动学模型的类型和给药方式 ✓ 选择相应的药动学公式 ✓ 进行公式变换得到未知数的求解公式 ✓ 将患者和药物的相关已知参数带入公式中求解
药物的代谢包括肝脏的生物转化和肾脏的排泄，因此
K = Ke + Kb Ke和Kb代表肾排泄和肝代谢的消除速率常数。
半衰期（half-life, t1/2）
通常是指血浆消除半衰期，是血浆药物浓度降低一半所需
的时间。是体内药物消除快慢的重要参数。在一级消除动 力学过程里，半衰期与消除速率常数（Ke）的关系是：
Ke 消除速率常数。 计算公式：AUC=∑n（Ci-1＋Ci）（ti－t i-1）/2＋Cn/Ｋe
c3 c4 C c2
c5 c1
c6 cn T
T1 t2 t3 t4 t5 t6 tn
稳态血药浓度与平均稳态血药浓度
稳态时最大血药浓度 Css, max 稳态时最小血药浓度Css, min 平均稳态血药浓度Css, av
✓ 按相同剂量，相同时间间隔给药，约经过5个半衰期药物 达到稳态浓度。
Give 100 mg of a drug ✓ 1 half-life ………….. 50 ✓ 2 half-lives………… 25 ✓ 3 half-lives …….….. 12.5 ✓ 4 half-lives ………… 6.25 ✓ 5 half-lives ………… 3.125 ✓ 6 half-lives …………. 1.56
t1/2 =
0.693 Ke
A药t1/2约2小时，给予100mg后，经过10小时，体内残留药
量是多少？
B药Ke为0.693h-1，早上8点静脉注射给药后，早上11点时 测得血药浓度是10ng/ml，问早上8点时血药浓度大约是多 少？
表观分布容积 apparent volume of distribution, Vd
AUC=C0/K
0.693
t1/2 = Ke
一级动力学的特点 （剂量非依赖性速率过程）
✓ 药物转运程指数衰减，单位时间内转运的百分比不变，即 等比转运，但单位时间内药物的转运量随时间而下降。
✓ 半衰期恒定，与剂量或药物浓度无关。
✓ 血药浓度对时间曲线下面积与所给予的单一剂量成正比。
✓ 停药后经过5个半衰期基本消除完。
吸收量相同的三种制剂的药-时曲线
A
血
B
浆
浓
度
最小中毒浓度
最小有效浓度 C
时间
口服生物利用度F的计算
F Fab FI FH
ab：通过胃肠粘膜； I：肠内避开首关效应； H：肝脏内避开首关效应
口服咪达唑仑进入肠粘膜的量是给药量的 100％，肠道首关效应为43％，肝脏首关 效应为44％，口服咪达唑仑的生物利用度 是多少？
❖恒比消除的药物在连续恒速给药或分次恒量给药时， 血药浓度先是呈锯齿状上升，经一定的时间后达到平衡 （消除量与给药量相等)，血药浓度在一个恒定的范围 内波动，即达到血药稳态浓度（坪浓度）。
在血浆药物浓度达到稳态的时候，给药量的速度等于药物 的消除速度。设给药量为D, 生物利用度为F，给药时间间 隔为τ，药物的清除速度为RE, 则有
肾小球滤过率=（U×V）/C = 200 × 2 / 1 =100ml
血药浓度-曲线下面积 area under the concentration-time curve, AUC
定义：是指血药浓度（纵坐标）对时间（横坐标）作图， 所得到曲线下面积。
梯形法 积分法 AUC与吸收后体循环的药量呈正比，反映进入体循环药物
半衰期不恒定，剂量加大，半衰期可超比例延长。