藥動學教學課件

藥物代謝動力學

Pharmacokinetics2021/7/91內(nèi)容提要第一節(jié)藥物分子的跨膜轉(zhuǎn)運濾過簡單擴散載體轉(zhuǎn)運第二節(jié)藥物的體內(nèi)過程吸收分布代謝排泄第三節(jié)房室模型

第四節(jié)藥物消除動力學一級消除動力學零級消除動力學第五節(jié)體內(nèi)藥物的藥量-時間關系一次給藥的藥-時曲線下面積

多次給藥的穩(wěn)態(tài)血漿濃度

第六節(jié)藥物代謝動力學重要參數(shù)半衰期清除率表觀分布容積生物利用度第七節(jié)藥物劑量的設計和優(yōu)化維持量負荷量2021/7/92教學基本要求掌握：膜兩側(cè)pH對藥物跨膜轉(zhuǎn)運的影響；掌握首過消除、生物利用度、表觀分布容積的藥理學意義；掌握肝藥酶的特性、肝藥酶誘導劑、肝藥酶抑制劑及其對藥物作用的影響；掌握腎小管重吸收和肝腸循環(huán)的藥理學意義及兩者對藥物作用的影響；掌握藥物消除及消除速率的基本概念，熟悉典型的量效曲線、房室模型、多次定時定量重復給藥的動力學；掌握藥物的消除速率常數(shù)（K）、半衰期（t1/2）、消除率（Cl）、穩(wěn)態(tài)血濃(Css)等的藥理學意義。熟悉：藥物的吸收、分布的概念及其影響因素；熟悉一級動力學消除及零級動力學消除和應用。了解：藥物跨膜轉(zhuǎn)運的主要形式和特點；了解藥物體內(nèi)生物轉(zhuǎn)化（代謝）的概念及主要方式；了解藥物排泄的概念和排泄的主要途徑。2021/7/93Definition體內(nèi)藥物濃度隨時間變化的動力學規(guī)律藥物體內(nèi)處置(Disposition)吸收(Absorption)分布(Distribution)代謝(Metabolism)排泄(Excretion)

2021/7/94DrugAdministrationDrugConcentrationinSystemicCirculationDruginTissuesofDistributionDrugMetabolismorExcretedDrugConcentrationatSiteofActionPharmacologicEffectClinicalResponseToxicityEfficacyPharmacokineticsPharmacodynamicsAbsorptionDistributionElimination2021/7/95第一節(jié)DrugTransport藥物分子的跨膜轉(zhuǎn)運2021/7/96一、藥物通過細胞膜的方式簡單擴散載體轉(zhuǎn)運主動轉(zhuǎn)運易化擴散濾過2021/7/97簡單擴散濾過載體轉(zhuǎn)運主動轉(zhuǎn)運易化擴散2021/7/981．簡單擴散

(Simplediffusion,Passivediffusion)脂溶性物質(zhì)直接溶于膜的類脂相而通過特點：

轉(zhuǎn)運速度與脂溶度（lipidsolubility）成正比順濃度差，不耗能。轉(zhuǎn)運速度與濃度差成正比轉(zhuǎn)運速度與藥物解離度(pKa)有關2021/7/99酸性藥

(Acidicdrug):HAH++A

堿性藥

(Basicdrug):BH+

H++B(分子型)離子障（iontrapping）

分子型極性低，親脂，可通過膜；離子型相反

H+HAA-HAH+A-BBH+H+H+BBH+2021/7/9109、人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:51:23PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32021/7/911Ka=

[H+][A

][HA]

pKa=pH-log

[A

][HA]

[A

][HA]

10pH-pKa=酸性藥：堿性藥：pH和pKa決定藥物分子解離多少

Ka=

[H+][A

][HA]

pKa=pH-log

[A

][HA]

[A

][HA]

10pH-pKa=酸性藥：pH和pKa決定藥物分子解離多少

10pKa-pH=[BH+][B]

2021/7/912A

+H+HAHAH++A

[A

][HA]

10pH-pKa=pH=7pH=411102105色甘酸鈉

(CromolynSodium)：pKa-2,酸性=107-2

=105[A

][HA]

10pH-pKa==104-2

=102總量100001總量1012021/7/913某人過量服用苯巴比妥（酸性藥）中毒，有何辦法加速腦內(nèi)藥物排至外周,并從尿內(nèi)排出？

?問題2021/7/914水溶性小分子藥物通過細胞膜的水通道，受流體靜壓或滲透壓的影響。腸黏膜上皮細胞及其它大多數(shù)細胞膜孔道4～8?（=1010m），僅水、尿素等小分子水溶性物質(zhì)能通過，分子量>100者即不能通過。2.濾過（Filtration）2021/7/915毛細血管內(nèi)皮孔道約40?，除蛋白質(zhì)外，血漿中的溶質(zhì)均能通過2021/7/9163．主動轉(zhuǎn)運(Activetransport)

逆濃度梯度，耗能

特異性（選擇性）

飽和性

競爭性

需依賴細胞膜內(nèi)特異性載體轉(zhuǎn)運5-氟脲嘧啶、甲基多巴等特點：2021/7/9174．易化擴散

(Facilitateddiffusion;Carrier-mediateddiffusion）需特異性載體Glucose,Iron,5-fluorouracil,calcium,lead順濃度梯度，不耗能2021/7/918藥物的體內(nèi)過程Absorption,Distribution,MetabolismandExcretion

第二節(jié)2021/7/919從給藥部位進入全身循環(huán)(1)口服給藥(Oralingestion)吸收部位停留時間長，經(jīng)絨毛吸收面積大毛細血管壁孔道大，血流豐富pH5-8，對藥物解離影響小主要在小腸1．吸收(Absorption)2021/7/920胃腸道各部位吸收面積(m2)口腔 0.5-1.0直腸 0.02胃 0.1-0.2小腸 100大腸 0.04-0.07Fick擴散律（Fick’sLawofDiffusion）通透量(單位時間分子數(shù))=

面積通透系數(shù)厚度

2021/7/921首過消除(Firstpasseliminaiton)

代謝代謝糞作用部位檢測部位腸壁門靜脈藥物經(jīng)肝靜脈入全身循環(huán)上腔靜脈藥物經(jīng)肝門靜脈入肝臟小腸吸收藥物2021/7/922

（2）肌肉注射和皮下注射

(Intramuscularandsubcutaneousinjection)

被動擴散＋過濾吸收快而全2021/7/923（3）呼吸道吸入給藥(Inhalation)

氣體和揮發(fā)性藥物（全麻藥）直接進入肺泡，吸收迅速。因為：

肺泡表面積100-200m2

血流量大(肺毛細血管面積80m2

)（4）經(jīng)皮給藥(Transdermal)

脂溶性藥物可通過皮膚進入血液。硝苯地平貼皮劑、硝酸甘油。2021/7/924影響吸收的因素1.藥物因素

理化性質(zhì)、劑型2.首過消除3.吸收環(huán)境

2021/7/925藥物從血循到達作用、儲存、代謝、排泄等部位2．分布(Distribution)Freedrug

BoundDrugMetabolitesReceptorFreeboundTissueFreeboundExcretionBlood

2021/7/926

脂溶度

局部pH和藥物離解度

毛細血管通透性

組織通透性

轉(zhuǎn)運蛋白量

血流量和組織大小

血漿蛋白和組織結(jié)合Factorsmodulatingdrugdistribution

2021/7/927血漿蛋白結(jié)合(Plasmaproteinbinding)

Reversibleequilibrium

Saturable

DP:Non-permeable

Nonspecific&competitive[DP][PT]KD+[D][D]D＋PDPKDPlasmaproteinsAlbumin:Weakacidsalpha-acidglycoprotein:WeakbasesEffectsofplasmaproteinbindingFreefraction:active,excreted,metabolizedthemorebinding,thelessactivedrugthemorebinding,thelessexcretedandmetabolized:“l(fā)ongerhalf-life”

2021/7/928DrugA:1000molecules99.9%bound1moleculesfree100-foldincreaseinfreepharmacologicallyactiveconcentrationatsiteofaction. Effective

TOXIC

+

DrugBwith94%bound

90.0%bound100moleculesfreeDruginteractionofplasmaproteinbinding2021/7/929血腦屏障(Blood-brainbarrier,BBB)由毛細血管壁和N膠質(zhì)細胞構成

2021/7/930胎盤將母體與胎兒血液分開，也起屏障作用，故稱胎盤屏障。藥物通過胎盤的轉(zhuǎn)運方式主要是簡單擴散。大多數(shù)藥物均能進入胎兒。胎盤屏障（Placentalbarrier）2021/7/9313.代謝（生物轉(zhuǎn)化)

Metabolism,Biotransformation代謝部位：主要在肝臟，其它如胃腸、肺、皮膚、腎2021/7/932PhaseI藥物結(jié)合藥物無活性

活性或

藥物親脂

親水排泄

氧化、還原、水解引入或脫去基團(-OH、-CH3、-NH2、-SH)PhaseII結(jié)合結(jié)合內(nèi)源性葡萄糖苷酸、硫酸、醋酸與藥物或I期反應代謝物結(jié)合

代謝步驟和方式2021/7/933藥物氧化代謝(Oxidation)CYP1A1/2CYP1B1

CYP2A6

CYP2B6

CYP2E1

CYP3A4/5/7CYP2C19

CYP2C9

CYP2C8

Non-CYPenzymes

CYP2D6

細胞色素P450單氧化酶系2021/7/934藥酶誘導(Induction)：

藥酶活性或含量↑苯巴比妥、利福平，環(huán)境污染物等

自身耐受性(引起耐藥)

交叉耐受性(同一藥物代謝酶的底物)藥酶抑制(Inhibition)：

藥酶活性或含量↓

西米替丁、普羅地芬等競爭代謝途徑而導致藥物代謝酶被抑制。 藥物代謝酶的活性可被誘導或抑制無誘導苯巴比妥誘導苯并芘誘導氯苯唑胺(骨松藥)濃度（μg/g組織）時間（小時）大鼠，注射誘導劑2次/日4日2021/7/935排泄途徑：

腎臟(主要)

消化道

肺

皮膚

唾液

乳汁等4.排泄（Excretion)FiltrationActivesecretionReabsorptionAcidBase99%ofH20+LipidsolubledrugsPlasmaflow650ml/minGlomerularFitrationRate(GFR):125ml/minUrine1ml/min藥物經(jīng)腎臟排泄的方式2021/7/936LiverGutFecesexcretionPortalvein膽汁排泄(Biliaryexcretion)&肝腸循環(huán)(Enterohepaticrecycling)Bileduct消化道排泄2021/7/937體內(nèi)藥物的藥量-時間關系Timecourseofdrugconcentration第三節(jié)2021/7/938一、單次給藥0

20

40

60

80

100

120

0

2

4

6

8

10

Time(min)

Plasmaaspirinconcentration(mg/L)

CmaxTmax單次靜脈注射單次口服2021/7/939hrs

Plasmaconcentration

AUC

Areaundercurve

峰濃度（Cmax）一次給藥后的最高濃度此時吸收和消除達平衡

曲線下面積（AUC）單位：ngh/mL反映藥物體內(nèi)總量達峰時間（Tmax）給藥后達峰濃度的時間,多為2（1-3）hrshrs

Plasmaconcentration

AUC

Areaundercurve

峰濃度（Cmax）一次給藥后的最高濃度此時吸收和消除達平衡

曲線下面積（AUC）單位：ngh/mL反映藥物體內(nèi)總量達峰時間（Tmax）給藥后達峰濃度的時間,多為2（1-3）hrs2021/7/940二、多次給藥Constantrepeatedadministrationofdrugs

穩(wěn)態(tài)血藥濃度(Steady-stateconcentration)

多次給藥旨在穩(wěn)態(tài)血藥濃度達有效濃度范圍:MTC>Css>MECCss-max<MTCCss-min>MEC需4-5half-life2021/7/941藥物在體內(nèi)積蓄和從體內(nèi)消除時程87.5%94%97%2021/7/942藥物消除動力學EliminationKinetics

第四節(jié)2021/7/943

體內(nèi)藥物濃度因不斷消除而隨時間不斷變化一級消除動力學

(First

ordereliminationkinetics

)n=1dC/dt=-kC零級消除動力學

(Zeroordereliminationkinetics)n=0dC/dt=kdC/dt=-kCnk：消除速率常數(shù)(Rateconstantforelimination)

血漿藥物濃度時間零級一級零級一級2021/7/944低濃度(<10mg/L):一級高濃度(>10mg/L):零級

混合速率動力學2021/7/945藥物代謝動力學重要參數(shù)ImportantParametersinPharmacokinetics

第五節(jié)2021/7/946

血漿藥物濃度消除一半所需時間一、消除半衰期（Half-life,T1/2）零級消除動力學:t1/2=0.5C0/k一級消除動力學:t1/2=0.693/Ket1/2t1/2t1/2t1/2t1/2Slope(斜率)=-Ke/2.303時間（h）時間（h）血漿藥物濃度血漿藥物濃度單位時間消除藥量與濃度成正比半衰期不隨濃度而變單位時間消除藥量不變半衰期隨濃度而變2021/7/947單位時間內(nèi)機體清除藥物的速率。單位時間內(nèi)多少容積血漿中的藥物被清除，反映肝腎功能單位：L/h或ml/minCL=CL腎臟＋CL肝臟＋CL其它

計算公式：CL=D/AUC二、消除率（Clearance，CL

）2021/7/948體內(nèi)藥物總量和血漿藥物濃度之比

Vd＝D／C三、表觀分布容積（Volumeofdistribution）設想藥物均勻分布于各種組織與體液，且濃度與血液中相同，在這種假設條件下藥物分布所需容積。數(shù)學概念，并不代表具體的生理空間。給藥劑量或體內(nèi)藥物總量與血藥物濃度的比例常數(shù)2021/7/949DrugVolume(L/70kg)阿的平（Mepacrine）40000氯喹（Chloroquine）17000苯丙胺（Amphetamine）300普萘洛爾（Propranolol）250氨茶堿（Theophylline）30甲苯磺丁脲（Tolbutamide）6血漿3L細胞間液12L細胞內(nèi)液27L體液總量、組成和藥物Vd的關系AcidicdrugsBasicdrugsAmphotericdrugsNeutraldrugs堿性藥物因在組織內(nèi)蓄積而致高Vd值部分常用藥物的Vd總體液：42L2021/7/950

推測藥物在體內(nèi)的分布范圍Digoxin：0.5mg0.78ng/ml

Vd=645L主要分布于肌肉（包括心肌，其濃度為血濃30倍）和脂肪組織

計算用藥劑量：Vd=D/CVd的臨床應用意義2021/7/951

藥物到達全身血循環(huán)內(nèi)的相對量和速度2.吸收速度：比較

Tmax

絕對生物利用度：F=100%AUC血管外AUC靜注

不同制劑AUC比較

F=(AUC受試制劑

AUC標準制劑)×100%

四、生物利用度（Bioavailability

）1.吸收相對量

相對生物利用度：

2021/7/952同一受試人群口服0.5mg地高辛（digoxin）

A制藥公司產(chǎn)品B制藥公司生產(chǎn)的兩批產(chǎn)品2021/7/953藥物劑量的設計和優(yōu)化DosagedesignandOp