(本)药物代谢动力学
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药理学总论
第三章 药物代谢动力学
（Pharmacokinetics）
1
●药物代谢动力学Pharmacokinetics ？
• 简称药动学，研究药物在机体的作用下所 发生的变化及其规律的学科。
2
前瞻思考？
1.药物跨膜转运的方式有哪些？各具的特点？ 2.什么是 吸收、分布、代谢、排泄、首过消除、再分布、血脑
23
1. 易化扩散 facilitated diffusion
1）顺浓度差，高低； 2）不消耗能量； 3）需要载体； 4）有选择性，饱和性，竞争性；
24
2. 主动转运 active transport
1）是少数药物转运方式； 2）逆浓度差，低高，耗能； 3）需要载体； 4）有饱和性和竞争性抑制；
• 主动转运(active transport) • 易化扩散(facilitated diffusion)
●胞裂外排（exocytosis）
7
跨膜转运（Membrane Transfer）
simple diffusion
carrier-mediated
active
facilitated
endocytosis
2.Fick定律
27
第二节 药物的体内过程
➢吸收 Absorption ；
➢分布 Distribution； ➢代谢 Metabolism； ➢排泄 Excretion；
14
7）药物通过细胞膜的速度受环境pH的影响
� --------------离子障 ion-trapping �大多数药物为弱酸性或弱碱性；
�原则：药物解离程度脂溶性 跨膜转运 效应。
15
离子障（ion trapping）
• 离子型分子带有正电荷或负电荷不易跨膜转运， 被限制在膜的一侧的现象 称为离子障（ion trapping）。
屏障、胎盘屏障、肝药ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、肝药酶诱导剂和抑制剂、肝肠循环？ 3.什么是 峰浓度、达峰时间、AUC、一级动力学消除、零级动力
学消除、生物利用度、表观分布容积、消除半衰期、血浆清除 率、血浆稳态浓度？
3
药物代谢动力学
➢讲授内容：
➢ 药物分子的跨膜转运 ➢ 药物的体内过程 ➢ 体内药量（药物浓度）-时间关系 ➢ 药物消除动力学 ➢ 房室模型 ➢ 药代动力学重要参数 ➢ 药物剂量的设计和优化
�需要载体 特异性 选择性 �消耗能量 �有饱和现象 �同一载体同时转运不同药 物时，有竞争性抑制现象 �当膜一侧的药物转运完毕 时转运即停止
少数药物和关键离子 （如Na+ 、Ca2+ 、K + ）
26
二、影响药物通透细胞膜的因素
1.影响因素 �药物的物化性质（分子量、脂溶度、解离度—通透系数）
�膜面积、厚度 �体液pH �膜两侧药物浓度差（C1－ C2） �组织血流量
25
被动转运（简单扩散）与主动转运的区别？
被动转运 定义 依赖膜两侧浓度差顺浓度梯
度转运（高→低）
特点
应用
�不需要载体
�不消耗能量
�无饱和现象
�不同药物同时转运时无竞争 性抑制现象
�当可跨膜转运的药物分子在 膜两侧浓度相等时达到动态 平衡 大多数脂溶性药物
主动转运
不依赖膜两侧浓度差逆浓 度梯度转运（低→高）
19
小结
• pH值较高（碱化），酸性药物解离多，碱性药物解离少。 • pH值较低（酸化），酸性药物解离少，碱性药物解离多。
--------酸酸碱碱易跨膜，酸碱碱酸难跨膜。
20
pKa值概念的应用
在生理情况下细胞内液pH为7.0，细胞外液及血浆为7.4。 例子：
（弱酸性药物）
1、提升血液pH值可使弱酸性药物向细胞外转运； 2、降低血液pH值使其向细胞内浓集。
ATP ADP-Pi
（一）滤过（filtration）
�定义：
水溶性的极性药物分子，借助于膜两侧的 流体静压或渗透压通过细胞膜的水性通道，由 细胞膜一侧到达另一侧。 如：肾小球滤过。
8 9
�特点：
1）水溶性物质； 2）顺浓度差，高低； 3）通过细胞膜的水性通道； 4）不耗能，不需要载体； 5）无饱和性，无竞争性抑制；
10
（二）简单扩散(Simple diffusion)
绝大多数药物通过生物膜的方式，也称被动转运(Passive diffusion)。是药物转运的最常见、最重要的形式 。
�定义：
指非极性药物分子以其所具有的脂溶性溶解于细胞膜的脂 质层，顺浓度差通过细胞膜。
11
�简单扩散过程？
1.药物首先分散在水相（利用水溶性）； 2.进入脂层（利用脂溶性）； 3.从脂层通过扩散进入膜的另一侧； 4.终止时间：在膜两侧浓度相等时，达到动态平衡。
12
�特点7：
1）绝大多数药物按此方式转运； 2）顺浓度差，高低； 3）通过细胞膜脂质层； 4）不需要载体，不耗能； 5）无饱和性，无竞争性抑制；
13
6）药物通过胞膜的速度受药物理化性质的影响；
�药物分子大小； �药物脂溶性； �药物解离状况；
分子量小、脂溶性高、极性小、非解离型的药物容易透过细胞膜。
4
●药物体内过程 即：机体对药物的处置 （disposition）
�吸收(absorption) �分布 (distribution) �代谢(metabolism) → 生物转化 �排泄 (excretion)
5
6
第一节 药物分子的跨膜转运
一、药物在体内的跨膜转运方式
●滤过 (filtration) ●简单扩散(simple diffusion) ●载体转运(carrier-mediated transport)
21
问题
某人过量服用苯巴比妥（酸性药）中毒，有何办法 加速脑内药物排至外周,并从尿中排出？
22
（三）载体转运
�定义：跨膜蛋白在细胞膜的一侧与药物或生理性物质结合
后，发生构型改变，在细胞膜的另一侧将结合的内源性物 质或药物 释出的过程。
�特点：
– 选择性(seletivity) – 饱和性(saturation) – 竞争性（competition, 竞争性抑制）
16
Handerson-Hasselbalch公式
pKa是解离常数(Ka) pKa决定药物分子解离量
17
pKa值的概念
• pKa值——是弱酸性或弱碱性药物在50%解离时溶液的pH值。 • 注意：pKa值不是药物自身的pH值。
• 药物离子化程度受自身pKa值及所在溶液的pH值决定。
18
体液pH值对弱酸或弱碱性药物解离的影响
第三章 药物代谢动力学
（Pharmacokinetics）
1
●药物代谢动力学Pharmacokinetics ？
• 简称药动学，研究药物在机体的作用下所 发生的变化及其规律的学科。
2
前瞻思考？
1.药物跨膜转运的方式有哪些？各具的特点？ 2.什么是 吸收、分布、代谢、排泄、首过消除、再分布、血脑
23
1. 易化扩散 facilitated diffusion
1）顺浓度差，高低； 2）不消耗能量； 3）需要载体； 4）有选择性，饱和性，竞争性；
24
2. 主动转运 active transport
1）是少数药物转运方式； 2）逆浓度差，低高，耗能； 3）需要载体； 4）有饱和性和竞争性抑制；
• 主动转运(active transport) • 易化扩散(facilitated diffusion)
●胞裂外排（exocytosis）
7
跨膜转运（Membrane Transfer）
simple diffusion
carrier-mediated
active
facilitated
endocytosis
2.Fick定律
27
第二节 药物的体内过程
➢吸收 Absorption ；
➢分布 Distribution； ➢代谢 Metabolism； ➢排泄 Excretion；
14
7）药物通过细胞膜的速度受环境pH的影响
� --------------离子障 ion-trapping �大多数药物为弱酸性或弱碱性；
�原则：药物解离程度脂溶性 跨膜转运 效应。
15
离子障（ion trapping）
• 离子型分子带有正电荷或负电荷不易跨膜转运， 被限制在膜的一侧的现象 称为离子障（ion trapping）。
屏障、胎盘屏障、肝药ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、肝药酶诱导剂和抑制剂、肝肠循环？ 3.什么是 峰浓度、达峰时间、AUC、一级动力学消除、零级动力
学消除、生物利用度、表观分布容积、消除半衰期、血浆清除 率、血浆稳态浓度？
3
药物代谢动力学
➢讲授内容：
➢ 药物分子的跨膜转运 ➢ 药物的体内过程 ➢ 体内药量（药物浓度）-时间关系 ➢ 药物消除动力学 ➢ 房室模型 ➢ 药代动力学重要参数 ➢ 药物剂量的设计和优化
�需要载体 特异性 选择性 �消耗能量 �有饱和现象 �同一载体同时转运不同药 物时，有竞争性抑制现象 �当膜一侧的药物转运完毕 时转运即停止
少数药物和关键离子 （如Na+ 、Ca2+ 、K + ）
26
二、影响药物通透细胞膜的因素
1.影响因素 �药物的物化性质（分子量、脂溶度、解离度—通透系数）
�膜面积、厚度 �体液pH �膜两侧药物浓度差（C1－ C2） �组织血流量
25
被动转运（简单扩散）与主动转运的区别？
被动转运 定义 依赖膜两侧浓度差顺浓度梯
度转运（高→低）
特点
应用
�不需要载体
�不消耗能量
�无饱和现象
�不同药物同时转运时无竞争 性抑制现象
�当可跨膜转运的药物分子在 膜两侧浓度相等时达到动态 平衡 大多数脂溶性药物
主动转运
不依赖膜两侧浓度差逆浓 度梯度转运（低→高）
19
小结
• pH值较高（碱化），酸性药物解离多，碱性药物解离少。 • pH值较低（酸化），酸性药物解离少，碱性药物解离多。
--------酸酸碱碱易跨膜，酸碱碱酸难跨膜。
20
pKa值概念的应用
在生理情况下细胞内液pH为7.0，细胞外液及血浆为7.4。 例子：
（弱酸性药物）
1、提升血液pH值可使弱酸性药物向细胞外转运； 2、降低血液pH值使其向细胞内浓集。
ATP ADP-Pi
（一）滤过（filtration）
�定义：
水溶性的极性药物分子，借助于膜两侧的 流体静压或渗透压通过细胞膜的水性通道，由 细胞膜一侧到达另一侧。 如：肾小球滤过。
8 9
�特点：
1）水溶性物质； 2）顺浓度差，高低； 3）通过细胞膜的水性通道； 4）不耗能，不需要载体； 5）无饱和性，无竞争性抑制；
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（二）简单扩散(Simple diffusion)
绝大多数药物通过生物膜的方式，也称被动转运(Passive diffusion)。是药物转运的最常见、最重要的形式 。
�定义：
指非极性药物分子以其所具有的脂溶性溶解于细胞膜的脂 质层，顺浓度差通过细胞膜。
11
�简单扩散过程？
1.药物首先分散在水相（利用水溶性）； 2.进入脂层（利用脂溶性）； 3.从脂层通过扩散进入膜的另一侧； 4.终止时间：在膜两侧浓度相等时，达到动态平衡。
12
�特点7：
1）绝大多数药物按此方式转运； 2）顺浓度差，高低； 3）通过细胞膜脂质层； 4）不需要载体，不耗能； 5）无饱和性，无竞争性抑制；
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6）药物通过胞膜的速度受药物理化性质的影响；
�药物分子大小； �药物脂溶性； �药物解离状况；
分子量小、脂溶性高、极性小、非解离型的药物容易透过细胞膜。
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●药物体内过程 即：机体对药物的处置 （disposition）
�吸收(absorption) �分布 (distribution) �代谢(metabolism) → 生物转化 �排泄 (excretion)
5
6
第一节 药物分子的跨膜转运
一、药物在体内的跨膜转运方式
●滤过 (filtration) ●简单扩散(simple diffusion) ●载体转运(carrier-mediated transport)
21
问题
某人过量服用苯巴比妥（酸性药）中毒，有何办法 加速脑内药物排至外周,并从尿中排出？
22
（三）载体转运
�定义：跨膜蛋白在细胞膜的一侧与药物或生理性物质结合
后，发生构型改变，在细胞膜的另一侧将结合的内源性物 质或药物 释出的过程。
�特点：
– 选择性(seletivity) – 饱和性(saturation) – 竞争性（competition, 竞争性抑制）
16
Handerson-Hasselbalch公式
pKa是解离常数(Ka) pKa决定药物分子解离量
17
pKa值的概念
• pKa值——是弱酸性或弱碱性药物在50%解离时溶液的pH值。 • 注意：pKa值不是药物自身的pH值。
• 药物离子化程度受自身pKa值及所在溶液的pH值决定。
18
体液pH值对弱酸或弱碱性药物解离的影响