药代动力学原理(哈佛大学)
药物代谢动力学研究方法和原理

药物代谢动力学研究方法和原理药物代谢动力学是药物研究中非常关键和重要的领域,用于了解人体内药物的代谢过程,研究药物的药效和毒性,并为药物治疗提供有力的科学依据。
药物代谢动力学的基本概念药物代谢是指药物在人体内被代谢成代谢产物并被排出体外的过程。
药物代谢通常分为两个阶段:一阶段代谢和二阶段代谢。
一阶段代谢通常是由细胞色素P450酶系统催化的氧化反应,包括氧化、还原和加羟基等反应。
而二阶段代谢主要是葡萄糖醛酸化反应,通常是由尿苷二磷酸葡糖醛酸转移酶催化的。
药物代谢动力学的原理药物代谢动力学主要涉及药物的吸收、分布、代谢和排泄等过程,并根据这些过程来研究药物在人体内的动态分布和代谢情况。
根据药物的吸收过程,药物在口服后会受到肠道和肝脏的“第一回路效应”的影响,这对于药物代谢的研究具有极为重要的意义。
药物代谢动力学的主要原理是通过观察药物在人体内的浓度变化,并利用相关的数学模型和计算方法,计算出药物的半衰期、生物利用度、清除率、体积分布率等参数,以了解药物在人体内的代谢情况。
药物代谢动力学的研究方法药物代谢动力学的研究方法主要包括体外实验方法、体内实验方法和计算模型方法。
体外实验方法:在体外实验中,通过将药物加入含有细胞色素P450酶体系的人类或动物肝微粒中,观察药物在体外被代谢的情况,确定药物与细胞色素P450酶之间的相互作用关系,并推算出药物的代谢动力学参数。
体内实验法:体内实验主要是通过对动物或人体进行药物加药和采样,然后利用化学方法对生物样本进行分析和计算,以确定药物在体内的代谢过程和解析参数。
计算模型方法:计算模型法主要是基于药物代谢的理论模型,通过对药物代谢的数学模型进行推演和计算,以预测药物代谢过程和动力学参数,并且通过匹配实验数据来验证模型的准确性。
总结药物代谢动力学是药物研究的重要领域,其原理和方法对药物研究和开发具有至关重要的意义。
未来,随着科技的不断进步和药物代谢动力学的研究深入,对于药物代谢动力学的研究方法和技术将会更加精细和有效,为药物治疗提供更加精准和个性化的治疗方案。
药物代谢动力学深度解析

药物代谢动力学深度解析药物代谢动力学是研究药物在体内的代谢过程以及药物代谢过程中所涉及的动力学参数的学科。
药物代谢过程是药物治疗效果和药物毒性形成的重要因素。
本文将对药物代谢动力学的基本概念、代谢途径、影响因素等进行阐述。
一、药物代谢动力学的基本概念药物代谢是指药物在体内经过一系列的化学反应,使其转化成代谢产物并从机体中排出的过程。
药物代谢通常包括两个阶段:一是药物的转化,通常是药物被代谢酶催化发生氧化、还原、水解和甲基化等反应;二是转化产物的排泄,通常是通过肝脏、肾脏、肺、肠等机体器官将代谢产物排出体外。
药物代谢动力学的关键参数包括生物学半衰期、清除率等。
生物学半衰期是指药物在血浆中的浓度下降50%所需要的时间,同时也代表着药物在体内的停留时间。
清除率是指单位时间内身体清除药物的数量,一般用升/小时表示。
药物的清除率是由药物本身和机体的生理血流等因素共同决定的。
二、药物代谢的途径药物代谢可主要分为肝脏代谢和非肝脏代谢两种途径。
1、肝脏代谢肝脏是药物代谢的主要器官,也是最具活性的代谢器官。
肝脏代谢分为两个相互联系的途径:一是药物在肝脏中被代谢酶所代谢的相对缓慢的过程,通常被称作相位I代谢;二是在肝脏中将药物代谢产物二次化合物进一步代谢的过程,通常称作相位II代谢。
肝脏代谢酶主要包括细胞色素P450酶系统(CYP450)和非CYP450酶系统。
CYP450酶是以细胞色素为辅基质,催化药物代谢的酶群。
CYP450酶的活性调节因素主要包括药物、食物、遗传因素、环境因素等。
肝脏代谢过程中,药物代谢产物往往具有更强的水溶性,从而增加了肾脏排泄的可能性。
但同时,药物代谢也可能生成具有毒性的代谢产物,或者与其他药物、代谢产物发生药物相互作用,增加治疗上的风险。
2、非肝脏代谢非肝脏代谢即为肝脏之外的器官参与药物代谢,如肠道、肾脏、肺等。
这些器官中含有多种代谢酶,如肠道细菌酶、肠道CYP酶、肠道酯酶等。
如Erythromycin(红霉素)是一种常见的抗菌药物,在肝脏中的代谢过程主要发生在肝脏中,但其也可以在肠道中发生代谢和消化。
药代动力学特征的原理是

药代动力学特征的原理是药代动力学是研究药物在体内吸收、分布、代谢和排泄过程的学科。
药代动力学特征指的是药物在体内的动力学行为及其相关变化。
药物吸收是指药物从给药途径进入体内的过程。
药物可以通过口服、皮肤吸收、静脉注射等途径进入体内。
药物吸收的速度和程度受到很多因素的影响,如药物的性质(溶解度、离子化程度等)、给药途径、药物形式(固体、液体)、药物与食物的相互作用等。
药物吸收的特征可以通过药物的血药浓度-时间曲线来描述,常用的参数有最大血药浓度(Cmax)和面积下曲线(AUC)等。
药物分布是指药物在体内各组织和器官之间的分布过程。
药物通过血液循环被输送到不同的组织和器官,进而发挥药效作用。
药物分布的特征受到很多因素的影响,如药物的疏水性、药物蛋白结合率、药物的离散程度等。
药物分布的特征可以通过药物在不同组织中的药物浓度比值来描述,如药物的药物分布量(Vd)等。
药物代谢是指药物在体内经过化学反应转化成代谢产物的过程。
药物代谢主要发生在肝脏,也可以在其他组织和器官中发生。
药物代谢的目的是增加药物的溶解度、增加其水溶性、增强其活性或减弱其毒性。
药物代谢的特征受到很多因素的影响,如药物的化学结构、酶系统的活性、药物与酶的亲和力等。
药物代谢的特征可以通过药物的代谢半衰期来描述,代谢半衰期越短,药物的排泄速度越快。
药物排泄是指药物及其代谢产物从体内经过肾脏、肝胆系统、肺等途径排出体外的过程。
药物排泄的速度和途径取决于药物的理化性质和分子大小。
药物排泄的特征可以通过药物的排泄常数和排泄率来描述,常用的参数有肾清除率(CLr)和肝清除率(CLh)等。
除了以上四个主要的药代动力学特征外,还有一些与药物动力学行为相关的参数,如生物利用度(F)和药物半衰期(T1/2)等。
生物利用度是药物经过给药途径到达循环系统的百分比,药物半衰期是药物在体内衰减为原来一半所需的时间。
总之,药代动力学特征是研究药物在体内吸收、分布、代谢和排泄过程的一系列特征,可以通过一系列的参数来描述。
药物代谢动力学的基本原理及应用

药物代谢动力学的基本原理及应用药物代谢动力学(Pharmacokinetics)是研究药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄及其相关影响因素的科学。
在药物治疗和药物开发领域中扮演着至关重要的角色。
本文将介绍药物代谢动力学的基本原理及其应用。
一、药物代谢动力学的基本原理1.吸收:药物在体内的吸收是指药物从给药部位进入体内循环系统的过程。
药物的吸收受到给药部位、药物的物理化学性质、生物用量效应以及个体差异等影响。
其中最重要的是生物用量效应,也就是药物被代谢和消除的程度。
2.分布:药物经过吸收后进入循环系统,再通过血液输送到身体各个组织器官。
药物在分布时遵循血浆和组织之间的浓度差异的规律,药物的分子大小、溶解度、离子状态以及蛋白结合能力等质量特征均对其在体内的分布产生影响。
3.代谢:药物在体内代谢的主要机制是肝脏代谢。
药物在体内的代谢过程主要分为两种:氧化和葡萄糖醛酸酰转移(conjugation)。
代谢产物化合物通常比药物更易于排泄。
因此,肝脏代谢对于药物在体内的生物利用度和生物学半衰期起着至关重要的作用。
4.消除:药物消除是指代谢不完整的药物或其代谢产物从体内移除的过程。
药物的消除方式有肾脏、肝脏、肠道等多种途径。
药物的消除率决定了药物达到稳态平衡的时间以及药物的药效(药物物理化学特性、种类等因素也会影响药效)。
二、药物代谢动力学的应用药物代谢动力学在药物开发、药物与疾病、药物治疗等领域具有广泛的应用。
下面将结合实际案例探讨其应用。
1.优化给药方案:药物代谢动力学可以提供药物吸收、分布、代谢、排泄等有关数据,指导药量的选择、给药方式、给药途径,以使药物在体内遵循最佳的药物代谢动力学过程,从而达到治疗的目的。
2.研发药物:药物代谢动力学不仅可以用来研究药物的特性和运动规律,也可以用于研究药效,评估新药的安全性、稳定性、药效等特征。
3.预测副作用:药物代谢动力学能够对药物的代谢和消除方式进行评估,据此较为准确地预测药物的副作用,避免个体差异和不良反应的发生。
药理学课件第三章药物代谢动力学

表观分布容积
清除率是指单位时间内从体内清除的药物量与血浆药物浓度的比值,是衡量药物代谢和排泄速率的指标。
总结词
清除率的大小取决于药物的代谢和排泄途径,如尿液和胆汁等。药物的清除率对于预测血浆药物浓度、了解药物在体内的代谢和排泄特性以及制定给药方案具有重要意义。
详细描述
清除率
半衰期是指血浆药物浓度下降一半所需的时间,是衡量药物消除速率的指标。
经肾脏排泄
药物通过肝脏以胆汁的形式排出体外。
经肝脏排泄
部分挥发性药物可经肺脏排出体外。
经肺脏排泄
药物的排泄
03
CHAPTER
药物代谢动力学参数
总结词
表观分布容积是药物在体内分布后所占据的体液容积,是衡量药物分布广度的指标。
详细描述
表观分布容积的大小与药物的脂溶性、组织亲和力及血流灌注等因素有关。一般来说,脂溶性高的药物具有较大的表观分布容积,而血流灌注良好的组织具有较高的药物分布。
临床药学是药学的分支学科,主要研究药物治疗的安全性、有效性和经济性,为临床合理用药提供科学依据。
药物代谢动力学是临床药学的重要基础之一,通过研究药物在体内的代谢过程和药效学特点,为临床用药方案的设计和优化提供科学支持。
药物代谢动力学与临床药学
THANKS
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总结词
半衰期对于给药间隔时间的确定具有指导意义,可以根据药物的半衰期来制定合适的给药方案,以维持药物的有效血浆浓度。
详细描述
半衰期
生物利用度
总结词
生物利用度是指药物被吸收进入血液循环的速率和程度,是衡量药物吸收效果的指标。
详细描述
生物利用度受到多种因素的影响,如药物的剂型、给药途径、胃排空速率等。了解药物的生物利用度有助于评估不同制剂之间的差异,为临床用药提供参考。
药物代谢动力学-药动学PPT课件

药物通过肾脏以尿液的形式排出体外,这是药物排泄的主要途径。
肾脏排泄
部分药物经肝脏代谢后,随胆汁排入肠道,最终以粪便的形式排出体外。
胆汁排泄
部分药物可通过皮肤排泄,以汗液的形式排出体外,但这种方式排泄的药物量相对较少。
皮肤排泄
药物排泄的途径
肝功能障碍
胆汁排泄主要依赖肝脏,肝功能障碍会影响药物的胆汁排泄。
胞饮和胞吐作用
药物分布的机制
如脂溶性、解离常数、分子大小等。
药物的理化性质
血流量影响药物在组织器官中的分布。
组织器官血流量
细胞膜通透性影响药物进入细胞的速度和程度。
细胞膜通透性
药物与组织成分的结合力影响其在组织中的浓度。
药物与组织的结合力
影响药物分布的因素
利用动物模型研究药物在体内的分布。
动物实验
通过药物代谢动力学研究,可以了解药物在体内的变化过程,降低不良反应的风险。
02
CHAPTER
药物吸收
药物通过细胞膜的被动转运,由高浓度区域向低浓度区域扩散,不需要能量。
被动扩散
主动转运
胞饮作用
药物通过细胞膜的主动转运,需要载体和能量,可以将药物从低浓度区域转运到高浓度区域。
大分子物质或团块被细胞膜包裹进入细胞内的过程。
药物代谢动力学-药动学ppt课件
目录
药物代谢动力学概述 药物吸收 药物分布 药物代谢 药物排泄 药物代谢动力学参数计算
01
CHAPTER
药物代谢动力学概述
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(ADME)过程的学科。
定义
通过了解药物在体内的动态变化,为药物的合理使用、药物设计和新药开发提供科学依据。
第二章 药物代谢动力学

(1) 主动转运
主动转运(active transport):是逆浓度梯度进行 的载体转运方式。
特点: (1)药物逆浓度差转运 (2)耗能 (3)需要载体,有特异性 (4)有饱和限速及竞争性抑制
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(2) 易化扩散
易化扩散(facilitated diffusion):指顺浓度差 的载体转运,不耗能。
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23
(2)器官血流量
再分布(redistribution):药物进入体循环后首 先分布到血流丰富的组织器官,然后再向血流量 小以及药物亲和力较高的组织转移。如硫喷妥钠 先在血流量大的脑组织中发挥麻醉效应,然后由 于脂溶性高又向血流量小的脂肪组织转移,效应 很快消失。
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(3)组织细胞结合
精品课件
时量关系 (time-concentration relationship):
是指血浆药物浓度(C)随时间(t)的改变而发生 变化的规律。
精品课件
时量曲线(time-concentrarion curve)
c
MTC
Cmax
MEC
Tpeak
t
效应持续时间
一、一次给药的药-时曲线下面积
曲线下面积(area under curve):药物时量曲线 下面积。反映药物进入血液循环的总量。
第二章 药物代谢动力学 Pharmacokinetics
精品课件
吸收、分布、代谢、排泄
药物代谢动力学
(Pharmacokinetics)
精品课件
Definition
药物体内处置 (Disposition)
吸收 (Absorption) 分布 (Distribution) 代谢 (Metabolism) 排泄 (Excretion)
第二章 药物代谢动力学

(2)肾小管分泌肾小管分泌的特点:①主要在近端肾小管进行,分为有机酸分泌和有机碱分泌系统。②是主动转运过程。 载体(+),饱和现象(+),饱和性,竞争性抑制作用。丙磺舒竞争性地抑制青霉素经肾小管有机阴离子转运体(OAT)的分泌,使青霉素分泌减少,血中浓度升高,增强疗效。
消化道外吸收 Parenteral
分布:药物吸收后随血液循环到达机体各个部位 和组织的过程
药物的体内过程-分布
血浆蛋白结合率细胞膜屏障体液的pH和药物解离程度器官血流量与膜的通透性药物与组织的亲和力药物转运体
影响药物分布的因素
影响药物分布的因素
①白蛋白(albumin)主要与酸性药物结合。占血浆蛋白的55%。分子量69000。② α1酸性糖蛋白( α1 acid glycoprotein, AGP)主要与碱性药物结合,分子量44100。③脂蛋白(lipoprotein)主要与脂溶性药物结合。此外,β和γ球蛋白,主要与内源性生物活性物质结合。
药物的体内过程-代谢
Phase I
药物
无活性
活性或
排泄
氧化、还原、水解引入或脱去基团(-OH、-CH3、-NH2、-SH)
Phase II
结合
结合
内源性葡萄糖醛酸、硫酸、醋酸,甲基或某些氨基酸等与药物或I相反应的代谢物结合
专一性酶:专一性强,选择性高 如AChE, MAO 等 非专一性酶:肝微粒体细胞色素P450酶系统(肝药酶)
第二章 药物代谢动力学 (Pharmacokinetics)
内容
药物的体内过程 药物的速率过程
药物代谢动力学的理论与应用

药物代谢动力学的理论与应用药物代谢动力学是药理学中的重要分支之一,致力于探究药物在体内代谢过程中的规律,以及影响药物代谢的因素,并且为药物的合理使用和药代动力学不良反应的发生提供理论依据。
本文将从药物代谢动力学的基本理论入手,深入探讨其在药物研发、药物治疗以及临床前和临床后的应用。
一、药物代谢动力学的基本理论药物代谢动力学是药学、生物学、数学等多学科交叉领域,其中包括了药物吸收、分布、代谢以及排泄等方面的内容。
其中,药物代谢是指药物在体内被生物酶系统代谢的过程,其中最主要和最常见的代谢途径是肝酶代谢。
药物代谢可以分为两个阶段:一期代谢和二期代谢。
一期代谢通常是氧化、还原或水解等反应,将活性药物转化为代谢产物或者转化为无活性化合物,同时也可能形成中间代谢产物。
二期代谢通常是将一期代谢得到的中间代谢产物与某些化合物结合起来,形成可溶性的代谢产物,最后由肾脏和肠道排泄。
药物代谢的速率是由药物在体内的吸收、分布和排泄的平衡来决定,受到许多生理和病理状态,基因多态性、环境因素、药物相互作用等因素的影响。
为了能够更好地控制药物在体内的代谢过程,我们需要了解药物代谢动力学的基本理论。
1. 药物代谢的速率方程药物代谢动力学的速率方程可以用下面的公式表示:V=Vmax·(S/(Km+S))式中,V表示代谢速率,Vmax表示酶最大代谢速率,S表示药物的浓度,Km表示半饱和常数。
这个公式说明了代谢速率随药物的浓度而变化,当药物浓度小于Km时,代谢速率和药物浓度正相关;当药物浓度大于Km时,代谢速率几乎不再变化。
2. 药物代谢的动力学模型药物代谢动力学的模型通常采用Michaelis-Menten (MM)模型来描述单一药物的代谢动力学,可以用下面的公式表示:V=Vmax·C/(Km+C)式中,V表示代谢速率,C表示药物的浓度。
这个公式说明代谢速率随药物的浓度而变化,当药物浓度远远低于Km时,代谢速率可以认为是与浓度成线性关系;当药物浓度大于Km时,代谢速率几乎保持不变,并且相对饱和。
药物代谢动力学的基本原理

药物代谢动力学的基本原理药物代谢动力学是研究药物在机体内代谢过程的一门学科,其研究的核心是药物在体内的转化与消除过程。
了解药物代谢动力学的基本原理,有助于我们理解药物在人体内的作用机制、剂量选择以及用药方式等重要问题。
1. 背景介绍在使用药物时,我们常常关心药物的效果和安全性。
而药物代谢是影响药物效果和安全性的一个关键因素。
药物通过人体吸收后,会被代谢酶转化成活性代谢产物或无活性代谢产物。
而药物代谢动力学则描述了这一过程涉及的各种因素及其相互关系。
2. 药物代谢的方式药物在体内主要经由两种代谢方式进行转化:一种是氧化还原反应,另一种是酸碱反应。
其中氧化还原反应是最常见的一种,通常由氧化酶催化。
酸碱反应则主要发生在肝脏和肾脏等器官中。
3. 药物代谢酶系统药物在体内代谢主要依赖于一系列酶系统,其中最重要的是细胞色素P450(CYP450)酶系统。
CYP450家族共有多个亚型,每个亚型对不同类型的药物具有不同的代谢活性。
因此,在用药过程中需要考虑到药物与CYP450酶之间的相互作用。
4. 药物代谢动力学参数药物代谢动力学参数描述了药物在体内转化与消除的速度和规律。
两个重要的参数是清除率(CL)和半衰期(t1/2)。
清除率反映了单位时间内从体内清除掉的药物量,半衰期则是指药物浓度降低到初始浓度一半所需的时间。
5. 影响药物代谢动力学的因素许多因素可以影响药物在体内的代谢动力学过程。
其中包括年龄、性别、遗传背景、疾病状态以及同时使用其他药物等。
这些因素可能会改变酶系统活性或者对酶系统产生竞争作用,从而影响药物的清除和半衰期。
6. 研究方法与应用研究者通过实验室试验和临床观察等方法来评估药物的代谢动力学。
目前已有多种数学模型可以用于预测和解释药物在体内的转化和消除过程。
这些方法对于合理用药以及个体化治疗具有重要意义。
7. 不良反应与个体差异由于药物代谢动力学存在个体差异,因此不同人之间对同一种药物可能会出现不同的反应。
[医学]药物代谢动力学(Pharmacokinetics)
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(五)体内屏障
1、血脑屏障 (Blood-brain barrier, BBB)
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障。
2. 注射给药
(1) 静脉注射给药(Intravenous) 直接将药物注入血管
(2) 肌肉注射和皮下注射 (Intramuscular and subcutaneous injection)
被动扩散+过滤,吸收快而全 毛细血管壁孔隙直径40Å以上,大多水溶
性药可滤过
(3) 其他:动脉内和鞘内注射给药
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
首过消除 (First pass eliminaiton)
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, 这种作用称为首过消除。
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
2. 药物浓度差以及细胞膜的通透性、面积和 厚度
3. 血流量:血流量的改变影响细胞膜两侧浓 度差
4. 细胞膜转运蛋白的量和功能
Fick扩散律 (Fick’s Law of Diffusion)
通透量=浓度差(C1-C2)
面积 通透系数 厚度
酸性药 (Acidic drug): HA H+ + A
第2章 药物代谢动力学(2)

是其消除的重要途径。
影响药物排泄因素
• 药物理化性质:药物的脂溶性、分子大小、极性等理化性质可影响其通过生物 膜的能力及与排泄器官的结合能力,从而影响药物的排泄。
• 肾脏功能:肾脏是药物排泄的主要器官,肾小球滤过率和肾小管功能直接影响 药物的排泄。肾功能不全时,药物排泄减少,可能导致药物在体内蓄积。
药物代谢评价方法
血药浓度法
通过测定血液中药物浓度随时间的变化 ,评价药物的吸收、分布、代谢和排泄
过程。
代谢产物测定法
测定血液或尿液中药物主要代谢产物 的浓度,反映药物在体内的代谢情况
。
尿药排泄法
测定尿液中药物或其代谢产物的排泄 量,推算药物的代谢速度和程度。
放射性同位素示踪法
利用放射性同位素标记药物,追踪其 在体内的代谢和排泄过程,了解药物 的代谢途径和速度。
THANKS。
响彼此的吸收。
03
药物分布
药物分布特点与机制
药物分布特点
药物在体内分布通常不均匀,受多种 因素影响,如组织器官血流量、药物 与血浆蛋白结合率、细胞膜通透性等 。
药物分布机制
药物通过血液循环到达全身各组织器 官,与血浆蛋白结合的药物暂时失去 活性,未结合的药物则通过细胞膜进 入细胞内,发挥药理作用。
清除率(CL)
单位时间内从体内清除的药物表观分布容积数,反映肝、肾等器官对 药物的清除能力。
表观分布容积(Vd)
指药物在体内达到动态平衡后,按血中药物浓度在体内分布时所需体 液容积,反映药物在体内分布情况。
生物利用度(F)
指药物被机体吸收进入体循环的份额和速率,反映药物制剂在体内的 吸收情况。
02
如分子量、脂溶性、解离度等 ,影响药物在胃肠道黏膜的透
药物药代动力学

药物药代动力学药物药代动力学是研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程的科学,它对于合理用药、临床药物研发以及药物剂量调整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探讨药物药代动力学的基本原理和实际应用。
一、吸收药物吸收是指药物从给药部位进入体内的过程。
吸收速度和程度决定了药物的疗效和药代动力学特性。
常见的给药途径包括口服、经皮、注射等。
口服是最常用的给药途径,药物经过胃肠道吸收进入血液循环。
经皮给药是通过皮肤、黏膜等渗透入体内,特点是吸收较慢,适用于需要持续释放药物的情况。
注射是将药物直接注入血液或组织内,吸收速度较快,常用于急救和需要快速有效的治疗情况。
二、分布药物分布是指药物在体内各组织和腔隙中的分布情况。
药物在体内的分布受到多种因素的影响,如药物的脂溶性、蛋白结合率、血流情况等。
脂溶性高的药物更容易通过细胞膜进入细胞内,而蛋白结合率高的药物则会在血浆中以复合物形式存在。
药物在体内的分布特点决定了药物的作用部位和副作用的发生。
三、代谢药物代谢是指药物在体内被代谢酶作用下转化为代谢产物的过程。
代谢通常发生在肝脏,也可发生在其他组织和器官,如肺脏、肠道等。
药物代谢有两个主要类型:一是氧化还原反应,通过氧化还原酶催化产生代谢产物;二是酰基转移反应,通过酰基转移酶催化产生代谢产物。
药物代谢的主要目的是改变药物的化学结构和药效,以及促进药物的排泄。
四、排泄药物排泄是指药物及其代谢产物从体内排出的过程。
主要通过肾脏、肝脏、肺脏和胆汁的排泄完成。
肾脏是最主要的药物排泄途径,药物通过肾小球滤过、肾小管分泌和肾小管重吸收等过程从尿液中排出。
肝脏通过胆汁排泄药物,以及代谢后的药物和代谢产物。
肺脏主要通过呼吸排出气体状物质,如麻醉药物等。
结语药物药代动力学是了解药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程的重要基础知识。
合理掌握药代动力学特性有助于提高药物治疗效果,减少不良反应的发生。
临床医生和药剂师需要对药物的药代动力学进行全面评估,根据患者的具体情况进行个体化用药,以取得最佳的治疗效果。
2药物代谢动力学

体内药量变化的时间过程
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三、体内药量变化的时间过程
药时曲线一般可分为三期:潜伏期、持续期和残留期。
第42页/共71页
AUC
曲线下面积(area under curve,AUC) 表示一段时间内吸收到血中的相对累积量
首关消除明显的药物不能采取口服给药。
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药物给药途径及特点
经直肠给药仍避免不了首关消除(因可经痔上静脉通路进入门静脉到达肝脏。)。吸收不如口服。唯一优点是防止药物对上消化道的刺激性。
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二、药物的体内过程
药物从血循环通过多种生理
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二、药物的体内过程
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排泄的特点有:
大多数药物和代谢物的排泄属于被动转运,少数药物属于主动转运(如青霉素类);在排泄或分泌器官中药物或代谢物浓度较高时既具有治疗价值,同时又会造成某种程度的不良反应;排泄器官功能障碍时均能引起排泄速率减慢,使药物蓄积、血浓度增加而导致中毒,此时应根据排泄速率减慢程度调整用药剂量或给药间隔。
Pharmacokinetics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(运用数学原理和方法研究药物在体内的量变) 。
药物代谢动力学(pharmacokinetics)
第1页/共71页
药物代谢动力学
药物的体内过程
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一、药物的跨膜转运
第6页/共71页
一、药物的跨膜转运
药物脂溶性高低; 药物分子量大小; 药物的解离度。
多数药物是弱有机酸或弱有机碱,药物在体液中可部分解离。解离型极性大,脂溶性小,难以扩散;而非解离型极性小,脂溶性大,容易扩散。
药物代谢动力学的基本原理

药物代谢动力学的基本原理一、引言药物代谢动力学是药物研究领域中的重要内容,它研究了药物在机体内的代谢规律以及相关的影响因素。
药物的代谢过程对其药效、毒性和代谢产物的形成具有重要的影响。
本文将介绍药物代谢动力学的基本原理,包括药物代谢反应类型、酶促反应、酶底物饱和、药物消除率常数等概念。
二、药物代谢反应类型药物在体内主要通过两种代谢途径进行转化,即相对较稳定的阶段Ⅰ反应和阶段Ⅱ反应。
2.1 阶段Ⅰ反应阶段Ⅰ反应主要包括氧化、还原和水解。
其中,氧化反应是最常见和重要的一种反应类型。
药物经过氧化反应后,通常会形成更容易被排除出体外的代谢产物。
这些氧化反应通常由细胞色素P450酶参与,如CYP3A4等。
此外,还有一些非色素P450酶也能进行氧化反应。
2.2 阶段Ⅱ反应阶段Ⅱ反应主要包括葡萄糖醛酸化、甲基化、硫酸化和乙酰化等反应。
阶段Ⅱ反应主要是将经过阶段Ⅰ反应后生成的代谢产物通过与内源性底物结合形成活性产物,并进一步增加极性,从而增加其溶解度和排泄率。
三、酶促反应药物代谢动力学中,酶促反应是一个重要概念。
酶促反应是指药物在体内受到特定酶的催化作用而发生变化的过程。
常见的酶促反应有色素P450酶催化的氧化反应以及尿苷二磷酸葡萄糖转移酶(UGT)催化的葡萄糖醛酸化等。
四、酶底物饱和在药物代谢动力学中,当底物浓度较小时,其代谢速率可以随底物浓度增加而线性增加;当底物浓度增加至一定程度后,代谢速率不再随底物浓度增加而增加。
这是因为底物浓度达到一定水平时,特定酶会处于饱和状态,无法进一步增加底物转化速率。
五、药物消除率常数药物消除率常数(K)是衡量药物消除动力学的一个重要指标。
它描述了单位时间内体内清除掉单位质量或体积药物的能力。
K值越大,说明药物从体内清除得越快。
六、总结药物代谢动力学是一个复杂而重要的研究领域,对于理解药物在机体内的转化过程以及了解其在临床中的表现具有重要意义。
本文简要介绍了药物代谢动力学的基本原理,包括阶段Ⅰ反应和阶段Ⅱ反应类型、酶促反应、酶底物饱和以及药物消除率常数等内容。
药代动力学原理(哈佛大学)

Harvard-MIT 卫生科学与技术部HST.151: 药理学原理授课教师: Carol Walsh博士药代动力学原理学习目标:1.描述经肠内和肠外给药后影响药物的吸收、体内分布、消除路径和机制的理化及生理因素。
2.解释在单剂量服药后,剂量、生物利用度、吸收率、表观分布容积、总体清除率、消除半衰期如何影响血浆药物浓度。
3.描述输液或多次给药后,决定全身药物累积曲线的因素I.药物的吸收A.跨膜转运1.被动扩散a.经溶膜作用通过脂质细胞膜;速度取决于药物的浓度梯度和油/水分配系数;弱电解质药物未解离形式的转运速率明显高,因为与离子化形式相比,未解离形式的亲脂性较高;遵从一级动力学(转运速率与转运位点的浓度梯度成正比) 。
b.通过细胞膜内和细胞间质的水通道滤过。
2.主动转运a.通过能源依赖型膜载体机制促进转运,这种转运可对抗浓度梯度;载体包括ATP依赖性蛋白质家族,如z多药耐药P-糖蛋白(两性阳离子及中性酶作用物,170KD, mdr (多药耐药) 基因产物,对维拉帕米敏感)z多药耐药相关蛋白( MRP1 - 6 ,有机阴离子酶作用物, 190KD,对丙磺舒敏感)b.具有结构选择性,饱和性,与结构类似物之间有竞争性,以及具有遗传变异性c.体内分布位点有:肠粘膜(腔-细胞) , 脑和睾丸的毛细血管内皮(血液-细胞) ,脉络丛(血脑-脊液) ,肾近曲小管上皮细胞(血液-尿液) ,肝细胞(血液-胆管) ,肿瘤细胞(外排泵)d.服从米曼氏动力学:如果药物浓度高到足以使转运体达饱和,则为零级动力学(转运速率不变)3.内吞作用a.经细胞内陷进入细胞.b.对微粒子及高分子量化合物,如蛋白质来说是重要机制.B.给药途径1.吸收率的一般决定因素a.药物在吸收部位随溶液中的溶解度、脂溶性、浓度梯度、血流量、吸收面积b.限制速率过程的重要性2.口服给药a.固体及液体药物的方便途径b.另外可能会影响吸收的速度和程度的变量,包括固体的裂解度和溶出度,胃酸度,胃排空率,宿主或细菌酶在肠腔内或粘膜内的生物转化,饮食,是否服用其他药物c.首过效应:吸收的药物经门脉循环,通过肝脏可清除相当大的一部分,从而降低生物利用度(药物到达体循环的剂量百分比)3.注射给药a.皮下(s.c.)和肌肉注射(i.m.)给药:与口服给药相比,更广泛地吸收高分子量,极性分子药物,经淋巴循环;吸收率可由药物制剂控制,例如:水溶性的吸收快,混悬液或悬浮固体颗粒吸收慢.b.静脉(i.v.)注射:生物利用度完全,只能在无菌溶液中用药,对需要立即起效有重要性,增加毒性风险.4.肺吸入给药a.药物以蒸气或喷雾形式快速吸收.b.微粒/悬浮微粒的吸收依赖粒子/液滴大小,可影响进入肺部的深度; 1-5μM的粒子可到达肺泡5.局部用药a.通常针对局部效;贴片剂型针对全身效应b.通过黏膜吸收迅速c.透皮吸收普遍缓慢,经增强亲脂性,损害角质层,增加血流量来增强药效.A.不同组织药物的再摄取不同1.血流: 药物很快分布进入血流量丰富的组织(肺,肝,肾,脑) ,血流量差的组织药物分布慢(脂肪) .2.毛细血管通透性: 毛细血管通透性是组织依赖型,进入中枢神经系统的分布速率相对缓慢,因为毛细血管内皮细胞之间的紧密连接,水通道微弱,围绕血管内皮的并列神经胶质细胞,内皮中存在的外排转运蛋白(即形成"血-脑屏障" );肝肾毛细血管则有更多孔道.B.达到平衡时,药物在不同组织/血液的比例1.脂溶性药物在脂肪组织的溶解2.药品结合胞内位点3.血浆蛋白结合,许多药物可逆结合白蛋白、α1酸性糖蛋白或其他血浆蛋白;结合程度上依赖亲和力、结合位点数量、以及药物浓度;药物结合白蛋白不经肾小球过滤,但可经近曲肾小管及肝脏清除;结合使可使能分布到组织的游离型药物减少;许多药物相互作用即基于在结合位点的取代.C.表观分布容积( vd )1.70公斤人中体液容积与体重的百分比:血浆3升(4%),细胞外液12升( 17 % ) ,体内水分总量41升( 58 % )2.静脉给药后,从“零时”的血药浓度(C0)外推的计算结果,即为表观分布容积:3.从药物化学特性预计表观分布容积,例如:高脂溶性药物,高表观分布容积4.药物血浆半衰期(药物浓度下降一半的时间)与表观分布容积成正比,与总体清除率(Cl T)成反比;对给定的Cl T,表观分布容积越高,半衰期越长:A.总体清除率(Cl T)1.经各种途径和机制完全清除单位时间内药物所需血浆容积.2.每条途径清除值的总和:肾肝脏3.如果器官内在清除药物的能力高并超过血流量,则清除率等于血流量,血流量的改变可改变清除率4.药物血浆半衰期与总清除量成反比,对给定的表观分布容积,总清除量越大,半衰期越短B.生物转化1.药物经自发(较常见)或酶催化的化学修饰进行的清除,在药物分子多个位点上发生生物转化反应.2.药物较母体化合物可能具有更强、更弱或不同的药理活性。
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Harvard-MIT 卫生科学与技术部HST.151: 药理学原理授课教师: Carol Walsh博士药代动力学原理学习目标:1.描述经肠内和肠外给药后影响药物的吸收、体内分布、消除路径和机制的理化及生理因素。
2.解释在单剂量服药后,剂量、生物利用度、吸收率、表观分布容积、总体清除率、消除半衰期如何影响血浆药物浓度。
3.描述输液或多次给药后,决定全身药物累积曲线的因素I.药物的吸收A.跨膜转运1.被动扩散a.经溶膜作用通过脂质细胞膜;速度取决于药物的浓度梯度和油/水分配系数;弱电解质药物未解离形式的转运速率明显高,因为与离子化形式相比,未解离形式的亲脂性较高;遵从一级动力学(转运速率与转运位点的浓度梯度成正比) 。
b.通过细胞膜内和细胞间质的水通道滤过。
2.主动转运a.通过能源依赖型膜载体机制促进转运,这种转运可对抗浓度梯度;载体包括ATP依赖性蛋白质家族,如z多药耐药P-糖蛋白(两性阳离子及中性酶作用物,170KD, mdr (多药耐药) 基因产物,对维拉帕米敏感)z多药耐药相关蛋白( MRP1 - 6 ,有机阴离子酶作用物, 190KD,对丙磺舒敏感)b.具有结构选择性,饱和性,与结构类似物之间有竞争性,以及具有遗传变异性c.体内分布位点有:肠粘膜(腔-细胞) , 脑和睾丸的毛细血管内皮(血液-细胞) ,脉络丛(血脑-脊液) ,肾近曲小管上皮细胞(血液-尿液) ,肝细胞(血液-胆管) ,肿瘤细胞(外排泵)d.服从米曼氏动力学:如果药物浓度高到足以使转运体达饱和,则为零级动力学(转运速率不变)3.内吞作用a.经细胞内陷进入细胞.b.对微粒子及高分子量化合物,如蛋白质来说是重要机制.B.给药途径1.吸收率的一般决定因素a.药物在吸收部位随溶液中的溶解度、脂溶性、浓度梯度、血流量、吸收面积b.限制速率过程的重要性2.口服给药a.固体及液体药物的方便途径b.另外可能会影响吸收的速度和程度的变量,包括固体的裂解度和溶出度,胃酸度,胃排空率,宿主或细菌酶在肠腔内或粘膜内的生物转化,饮食,是否服用其他药物c.首过效应:吸收的药物经门脉循环,通过肝脏可清除相当大的一部分,从而降低生物利用度(药物到达体循环的剂量百分比)3.注射给药a.皮下(s.c.)和肌肉注射(i.m.)给药:与口服给药相比,更广泛地吸收高分子量,极性分子药物,经淋巴循环;吸收率可由药物制剂控制,例如:水溶性的吸收快,混悬液或悬浮固体颗粒吸收慢.b.静脉(i.v.)注射:生物利用度完全,只能在无菌溶液中用药,对需要立即起效有重要性,增加毒性风险.4.肺吸入给药a.药物以蒸气或喷雾形式快速吸收.b.微粒/悬浮微粒的吸收依赖粒子/液滴大小,可影响进入肺部的深度; 1-5μM的粒子可到达肺泡5.局部用药a.通常针对局部效;贴片剂型针对全身效应b.通过黏膜吸收迅速c.透皮吸收普遍缓慢,经增强亲脂性,损害角质层,增加血流量来增强药效.A.不同组织药物的再摄取不同1.血流: 药物很快分布进入血流量丰富的组织(肺,肝,肾,脑) ,血流量差的组织药物分布慢(脂肪) .2.毛细血管通透性: 毛细血管通透性是组织依赖型,进入中枢神经系统的分布速率相对缓慢,因为毛细血管内皮细胞之间的紧密连接,水通道微弱,围绕血管内皮的并列神经胶质细胞,内皮中存在的外排转运蛋白(即形成"血-脑屏障" );肝肾毛细血管则有更多孔道.B.达到平衡时,药物在不同组织/血液的比例1.脂溶性药物在脂肪组织的溶解2.药品结合胞内位点3.血浆蛋白结合,许多药物可逆结合白蛋白、α1酸性糖蛋白或其他血浆蛋白;结合程度上依赖亲和力、结合位点数量、以及药物浓度;药物结合白蛋白不经肾小球过滤,但可经近曲肾小管及肝脏清除;结合使可使能分布到组织的游离型药物减少;许多药物相互作用即基于在结合位点的取代.C.表观分布容积( vd )1.70公斤人中体液容积与体重的百分比:血浆3升(4%),细胞外液12升( 17 % ) ,体内水分总量41升( 58 % )2.静脉给药后,从“零时”的血药浓度(C0)外推的计算结果,即为表观分布容积:3.从药物化学特性预计表观分布容积,例如:高脂溶性药物,高表观分布容积4.药物血浆半衰期(药物浓度下降一半的时间)与表观分布容积成正比,与总体清除率(Cl T)成反比;对给定的Cl T,表观分布容积越高,半衰期越长:A.总体清除率(Cl T)1.经各种途径和机制完全清除单位时间内药物所需血浆容积.2.每条途径清除值的总和:肾肝脏3.如果器官内在清除药物的能力高并超过血流量,则清除率等于血流量,血流量的改变可改变清除率4.药物血浆半衰期与总清除量成反比,对给定的表观分布容积,总清除量越大,半衰期越短B.生物转化1.药物经自发(较常见)或酶催化的化学修饰进行的清除,在药物分子多个位点上发生生物转化反应.2.药物较母体化合物可能具有更强、更弱或不同的药理活性。
前体药物是无活性的药物,需要经生物转化为治疗药物。
活性高的代谢产物,如醌类或环氧化物可能造成组织坏死或DNA损伤.3.反应速度取决于化学结构并服从米曼氏动力学(在治疗剂量常为一级动力学)4.一般肝中酶活性最高;靶器官中的酶决定药物转变为治疗型或毒性代谢产物;肠道细菌中的酶可促进自胆汁排出的药物的肠肝循环5.生物转化率的个体差异的原因:化学接触(药物、饮食组成和补充、吸烟),遗传,年龄,疾病6.肝生物转化主要路径a.第一阶段:第一步生物转化使二相结合反应更容易b.第二阶段:药物或其氧化代谢物与碳水化合物、蛋白质或硫酸基相结合,水溶性增加,更容易从尿或胆汁排出体外.C.排泄1.药物经体液或呼吸以原形排泄2.排泄途径a.尿液:对非挥发性的药物及其代谢产物而言,是最重要的排泄途径;排泄率取决于率肾小球的滤过(与血浆蛋白非结合型药物),近曲肾小管的主动分泌以及被动重吸收1)测定肾清除率( Cl R),单位时间内有多少血浆容积的药物完全清除(毫升/分钟)测量在t12的时间段中尿液中药物的排泄量。
由lnCp对t的曲线得出在间隔时间中点到t(t1+t)/2的血浆药物浓度。
2T1到T2段的排泄量2)肾脏排泄机制可由Cl R与肾小球滤过指示剂(肌酐)的比较推断出,即每70公斤体重的人大于120ml/分钟表明肾小管分泌,小于120ml/分钟表明净吸收(若没有血浆结合),肾最高清除量=肾血浆流量(例如对氨基马尿酸, 70公斤体重的人为650毫升/分钟)。
3)影响Cl R的因素:血浆蛋白结合程度(取代增强了肾小球滤过作用),尿液pH值(可解离药物的重吸收依赖尿液pH值,提高pH值可促进酸性药物的排泄,削弱碱性药物的排泄),肾脏疾病(肌酐清除或从血清肌酸酐提示肾功能受损的有用的临床指标,大约与药物肾清除率成正比;肾功能损伤对药物的总清除量可从Cl CR和和非肾清除中估计)。
b.胆汁:对通过肝细胞主动转运的药物和其代谢产物是最重要的排泄途径;一旦进入小肠,亲脂性化合物重吸收并经肝脏再次清除(肝肠循环),更多极性物质可经细菌进行转化,产物可被重吸收(例如结合型的药物水解);未被吸收药物及其代谢产物从粪便排泄。
c. 次要途径:汗液,泪液,生殖液体,乳汁;一般脂溶性药物遵循pH 依赖的被动扩散;具毒理学意义。
例如:婴儿暴露于乳汁中药物。
IV. 血浆药物浓度随时间的变化A. 血药浓度与药物作用的关系:最小有效浓度,潜伏期,作用时间,达峰时间和强度B. 单剂量药物血浆浓度时程1. 吸收相对消除快的情况a. 一室模型1) 一级动力学消除:假定药物迅速平均进入分布,血药浓度按一级动力学方式下降,血浆消除率与血药浓度成正比,单位时间内的清除量为消除速率常数( k el )血浆药物浓度小时图1清除速率常数与清除半衰期的测定:lnCp=lnC-K t0ellnCp对t曲线是一条直线,斜率为- k el。
血浆半衰期(t1/ 2 = .693/kel )是常数和不依赖于剂量。
表观分布容积的测定:将lnC O对t数据中最适线段外推至零时处,将0时药物浓度为指定的C0做log反函数。
然后,将V d表示成体重百分比,假定1公升等于1公斤;Vd公升数除以体重,然后再乘以100。
同样,如果相对给药剂量已知(即,每公斤或其他单位体重剂量),但不是总剂量,测定总清除率:根据上述定义,总清除率是大多数药物(Cp*V d)单位时间的消除量除以血药浓度;因此,测定非肾脏清除率(Cl NR):如果总清除率和肾清除率由如上所述的血浆和尿液样本决定,则非肾清除途径(包括生物转化)可以从以下估计2)零级动力学消除:消除速率是常数,半衰期是剂量依赖型(例如:乙醇)3)b.多室模型从血液到组织非瞬间分布导致指数级血浆浓度曲线,初始相反映出从中央室外分布进入总V ,终末相反映消除。
d其中α和β是一种混合速率常数描述2个斜率。
血浆药物浓度小时图22. 非瞬时吸收的例子a. 一级动力学吸收和消除:测定吸收和消除半衰期注意终端斜率既可以是消除速率常数,吸收速率常数,也可以是混合速率常数 见katzung ,Basic & Clinical Pharmacology, 2001, p. 42b. 血药峰浓度依赖吸收和消除半衰期,分布容积,剂量(D ),吸收比例(F )c. 血药浓度-时间曲线下面积(AUC )依赖于剂量(D ),吸收比例(F )和总清除率(Cl )T进入全身循环的被吸收的比例( F )是药物的生物利用度;实验是通过某一给药途径时的AUC 与同样剂量情况下静脉给药(认为完全吸收)的AUC 的比值来确定C. 静脉输注或多次给药的血药浓度-时间曲线1. 静脉输注动力学维持理想的药物治疗水平的方法是静脉滴注给药。
可经调节滴入速度或输液泵来控制给药。
a. 当静脉滴速不变(DR ),而且消除按照一级动力学进行,血药浓度按指数级上升并达到稳态或坪值(Css )Cp(t)=Css(1-e -Kelt )血浆药物浓度小时b. 稳态浓度时,输入率=输出率。
输入率是DR ,可表示为总剂量(D )除以输液时间(T ) 。
一级动力学的输出率是体内总药量( Css V d )乘以消除速率常数( K el ) 。
DR=Css · Vd · Kel因此稳态血药浓度可按如下估算:记住,总清除率等于消除速率常数( k el )乘以分布容积。
因此,稳态血浆浓度( Css )与药物输入率(DR )成正比,和总血浆清除率(Cl T )成反比 。
c. 达到稳态的速率只依赖于药物消除半衰期。
经过一个半衰期药物浓度到达稳态浓度的一半,4个半衰期后约为稳态浓度的94 %。
d.由于恒速输注时到达稳态的时间滞后,给予负荷剂量可更快达到预期疗效,通过负荷剂量以达到体内药物需要的量可最终经输液达成。