当前位置: 首页 > 新闻 > 信息荟萃
编号:25597
第十六章药物动力学.doc
http://www.100md.com
    参见附件(54KB)。

    第十六章 药物动力学第一节 概 述

    一、药物动力学研究的内容

    药物动力学是研究药物体内药量随时间变化规律的科学。它采用动力学的基本原理和数学的处理方法,结合机体的具体情况,推测药量与时间的关系,并求算相应的动力学参数。对于指导新药设计、优化给药方案、改进剂型、提供高效、速效、缓释、低毒、低副作用的制剂发挥更到作用。

    二、药物浓度与药理作用

    由于大多数药物的血药浓度与药理作用时间呈平行关系,所以研究血药浓度的变化规律,对了解药理作用强度的变化极为重要,是药物动力学研究的中心问题。

    三、几个重要的基本概念

    (一)隔室模型

    药物的体内过程一般包括吸收、分布、代谢(生物转化)和排泄过程。为了定量地研究这些过程的变化,需建立数学模型,称其为动力学模型,而隔室模型是最常用的模型。

    1.单隔室模型

    单室模型是把机体视为由一个单元组成,即药物进入体循环后迅速地分布于可分布到的组织,器官和体液中,并立即达到分布上的动态平衡,成为动力学的均一状态。

    2.二隔室模型

    双室模型把机体看成药物分布速度不同的两个单元组成的体系称为双室模型,其中一个称为中央室,由血液和血流丰富的组织,器官组成(心、肺、肝、肾等),药物在中央室迅速达到分布平衡,另一室为周边室,由血液供应不丰富的组织、器官及组成(肌肉、皮肤等),药物在周边室分布较慢。

    3.此外还有多室模型。

    (二)消除速度常数

    消除是指体内药物不可逆失去的过程,它主要包括代谢和排泄,大多数药物从体内的消除符合表观一级速度过程,其速度与药量之间的比例常数k称为表观一级消除速度常数,简称消除速度常数,其单位为时间的倒数,如分-1、小时-1或天-1等,k值的大小可衡量药物从体内消除速度的快慢。药物的消除速度常数等于各排泄和代谢速度常数之和。

    (三)生物半衰期

    1.t1/2为体内药量或血药浓度下降一半所需要的时间,t1/2与K的关系t1/2=0.693/k

    2.通常药物的生物半衰期t1/2是不变的,(因为一定药物在体内K值是不变的),不同的药物有不同的生物半衰期。药物的半衰期除与本身的结构性质有关外,还与机体消除器官的功能有关。

    3.药物的半衰期发生变化表明消除器官的功能有变化

    4.依据半衰期的长短可将药物分为:

    t1/2<1h极短半衰期药物

    t1/2于1~4h称短半衰期药物

    t1/2于4~81h称中等半衰期药物

    t1/2于8~24称长半衰期药物

    t1/2>24h称极长半衰期药物

    (四)清除率

    1.清除率是指机体或机体的某些消除器官、组织在单位时间内清除掉相当于多少体积的流经血液中的药物,清除率的单位是体积/时间,即表示为:Cl=(-dx/dt)/C=kV

    -dx/dt表示机体或消除器中单位时间消除药物的量,除以浓度C后,为在单位时间消除一定药量的体积数。

    2.Cl=kV表示机体或某消除器官中药物的清除率是消除速度常数与分布容积的乘积

    第二节 单室模型静脉注射给药

    一、血药浓度法进行药物动力学分析

    (一)药物动力学方程的建立

    静脉注射给药,由于药物在体内只有消除(无吸收过程)过程,而消除过程按一级速度过程进行。即药物消除速度与体内药量的一次方成正比,其动力学方程为:

    lgX=(-kt/2.303)+lgX0 X0、X:分别表示药物初始量与t时刻的量。

    lgC=(-kt/2.303)+lgC0 C0、C:分别表示药物初浓度与t时刻药物浓度。

    (二)药物动力学参数的计算

    上式表明lgX或lgC对t作图为一直线由作图法可求

    1.斜率=-k/2.303 k=-2.303·斜率 t1/2=0.693/k

    2.截距为lgX0或lgC0,可求X0或C0,V=X0/C0

    3.由k、V可求Cl Cl=kV

    二、尿药数据法进行动力学分析

    1.尿药排泄速度法

    药物从体内消除有肾排泄和肾外途径排泄,当药物大部分以原形药从肾排出时,药物的消除可用一级肾消除速度过程来描述。其动力学方程为:

    log(dXu/dt)=(-kt/2.303)+logkeX0

    即以log(dXu/dt)对t作图为一直线

    (1)由:斜率可求k进而求t1/2

    (2)由截距可求出ke(肾消除速度常数)

    2.总量减量法

    总量减量法又称亏量法是尿药数据法中的另一方法,其动力学方程为:

    lg(X∞u-Xu)=(-kt/2.303)+logkeXo/k

    当t→∞时,X∞u=KeXo/k

    所以上式可改写为:log(X∞u-Xu)=(-kt/2.303)+logX∞u

    X∞u为尿中可排泄药物的总量;

    Xu为t时间排泄的药量

    X∞u-Xu表示待排泄的药量

    由上述直线斜率可求出k,若X0已知可由截距求出ke。

    上述两种方法均可求出k和ke

    两种方法的比较

    尿药速度法:尿释采集时间短,且缺少1~2样对结果无影响。缺点数据波动大。

    总量减量法:波动小所求参数较精确。缺点:需5~7个t1/2的时间采样

    第三节单室模型静脉滴注给药

    一、以血药浓度法建立药物动力学方程

    恒速静脉滴注是指药物以零级速度(k0)输入体内,以一级速度(k)消除,其体内药物量与时间t的关系为:

    X=k0(1-e-kt)/k或C=k0(1-e-kt)/Vk

    式中k0为零级滴注速度,以单位时间的输入量来表示。

    二、稳态血药浓度

    1.在开始静滴后的一段时间内,体内药物浓度急剧上升,以后上升缓慢。

    2.随着时间t的增大,血药浓度达到恒定,此时的血药浓度称为稳态浓度或坪浓度,以Css表示,达到坪浓度的时间与k或t1/2有关,Css表示式为

    Css=k0/Vk

    即:Css=f(k0、k、V) Css∝k0,Css∝1/k

    在稳态血药浓度时,滴注速度等于消除速度

    k0=VkCss

    Css·V=Xss

    k0=kXss Xss=k0/k=常数(此时体内药量不变)

    三、达稳态血药浓度的分数fss

    fss的含义是t时间体内血药浓度与达稳态血药浓度之比值,即:fss=C/Css因为C=k0(1-e-kt)/Vk,Css=K0/Vk

    所以fss=1-e-kt

    式中k=0.693/t1/2 fss=1-e-(0.693/t1/2)·nt1/2=1-e-0.693

    两边取对数,则:n=-3.323lg(1-fss)

    公式中的n为半衰期的个数。

    上式说明不论何种药品,达到稳态相同分数,所需半衰期的个数相同,达90%~99%需3.3~6.64个半衰期时间。

    四、静滴停止后动力学参数

    (一)稳态后停滴

    滴注达稳态后,停止滴注,使其血药浓度下降,此时血药浓度变化相当于快速静注后的变化,血药浓度的经时过程方程为:

    lgC′=(-k/2.303)t′+log(k0/Vk)

    式中C′:停药后t′时间血药浓度t′:停药后所经历的时间

    由上式可见稳态后停滴,药物浓度随时间变化为一直线,由直线的斜率可求出K。

    即:斜率=-k/2.303 k=-2.303斜率

    并由直线截距可求出V(若k0已知)

    (二)稳态前停滴

    稳态前停止静滴,体内血药浓度的变化与上述相似,只是停药时的血药浓度不同,此时的血药浓度变化过程为:

    lgC′=(- k/2.303)t′+lg[k0(1-e-KT)/Vk]

    式中T为滴注时间,以lgC′对t′作图为一条直线,由直线斜率求k进而由直线截距求V。

    五、静脉滴注和静脉注射联合用药

    许多药物的有效浓度为稳态水平,而达到稳态为90~99%,需3.32~6.64个半衰期时间。若t1/2=4h,达到稳态的90%,则需13.28h,所以t1/2大于0.5h的药物单独静滴给药意义不大,故采用静注与静滴联合给药,其具体作法:

    ①先静注一个大剂量,使血药浓度立即达稳态浓度,这个大剂量称为首剂量或称负荷剂量;

    ②随后恒速静滴维持稳态浓度。

    负荷剂量X*0=CssV

    静注速度k0=CssVk

    联合给药后体内药物经时过程的方程为两种方法之和,经处理后为:

    X=k0/k

    此式说明联合用药后体内药量在整个过程中是恒定的。

    第四节单室模型单剂量血管外给药

    血管外给药:包括口服、肌注、直肠给药等。血管外给药,药物吸收进入体内的速度接近一级速度过程。药物的体内消除仍为一级速度过程。

    一、以血药浓度法建立的药物动力学方程

    血药浓度随时间的变化即C-t′公式为:

    C=kaFX0(e-kt-e-kat)/V(ka-k)

    式中:ka为吸收速度常数;F为吸收分数。

    二、药物动力学参数的求算

    消除速度常数k的求算

    当ka>k时:lgC=(-k/2.303)t+lg[ kaFX0/V(ka-k)]

    以lgC对t作图可得到一条末端为直线的二项曲线,直线斜率可求k直线外推:直线与纵轴相交的截距为:lg[kaFX0/V(ka-k)]

    (二)残数法求吸收速度常数ka

    采用残数法并进行对数处理可得:

    lgCr=(-ka/2.303)t+lg[kaFX0/V(ka-k)]

    式中Cr为残数浓度

    以lgCr对t作图为一直线,以直线斜率求ka,由截距求V。

    (三)达峰时间和最大血药浓度的求算

    达峰时间为tmax=2.303lg(ka/k)/ka-k

    tmax由ka、k决定与剂量无关

    达峰浓度为Cmax=(FX0/V)e-ktm

    Cmax与X0成正比

    (四)曲线下面积AUC的求算

    AUC是药物经时曲线下的第三个重要参数,其方法是时间从零→∞作定积分。

    AUC=FX0/kV

    (五)清除率 Cl=FX0/AUC (Cl=kV)

    (六)滞后时间t0

    第五节 二室模型

    一、二室模型静脉注射给药

    模型特征

    中央室药物量与时间的关系

    血药浓度与时间的关系

    中央室表观分布容积

    二、二室模型血管外给药

    模型特征

    血药浓度法

    血药浓度与时间的关系

    第六节 多剂量给药

    讨论条件:1)每次给药量相同

    2)给药间隔时间相同

    一、单室模型静脉注射

    1.n次给药后血药浓度-时间关系:

    2.达稳态后的血药浓度-时间关系式(n→∞)

    (C∞)max=X0/V(1-e-kτ)

    (C∞)min= X0e-kτ/V(1-e-kτ)

    由上式可见:若已知V及k,则当每时隔τ静注一次固定的药量时,某一剂量给药后的任何时间的血药浓度都可以求得。

    二、单室模型血管外给药

    1.第n次给药后血药浓度-时间关系式:

    2.达稳态后血药浓度-时间关系式

    三、双室模型与双室模型的静脉注射及血管外给药

    四、稳态平均血药浓度

    五、首剂量与维持剂量

    第七节 非线性药物动力学

    一、非线性药物动力学

    当药物浓度超过某一界限时,参与药物代谢的酶发生了饱和现象所引起的。可用描述酶动力学的方程,即米氏方程来研究。

    第八节 统计矩原理及其在药物动力学中的应用

    统计矩原理或称矩量分析法。这种方法为非隔室分析法,用其分析药物的体内过程,其计算主要依据药物浓度-时间曲线下的面积,而不受数学模型的限制,适用于任何隔室。

    一、药物动力学中的各种矩

    在药物动力学的研究中常用到的统计矩为:

    1.零阶矩,其含意是:从零时间到无限大时药物浓度-时间曲线下的面积,称为药-时曲线的零阶矩。即:

    AUC=∫∞0Cdt

    2.一阶矩,其含意是:药物通过机体(包括释放、吸收、分布与消除)所需要的平均滞留时间,称为一阶矩。用MRT表示。

    MRT=∫∞0AUMC/AUC

    3.二阶矩,VRT为平均滞留时间的方差,表示如下

    VRT=∫∞0(t- MRT)2Cdt∫∞0Cdt

    二、用统计矩可估算药物动力学参数。

    第九节 生物利用度

    一、定义

    生物利用度是衡量血管外给药用药剂量中进入体循环的相对数量与在大循环中出现的相对速率。即生物利用度包含药物吸收速度与吸收程度两方面的问题。

    1.生物利用度两项参数:

    (1)吸收程度:指与标准参比制剂相比,试验制剂中被吸收药物总量的相对比值。

    (2)吸收速度:指与标准参比制剂相比,试验制剂中药物被吸收速度的相对比值。

    2.绝对生物利用度:以静脉注射剂为参比制剂,所得的是绝对生物利用度。

    3.相对生物利用度:除静脉给药,其他给药途径的制剂作参比制剂所得的是相对生物利用度。

    药物的生物利用度是评价药物制剂质量的重要指标之一,也是新药研究的重要内容。

    二、吸收速度

    血管外给药(口服),常表现为一级吸收过程,所以吸收速度常用ka或吸收半衰期t1/2来衡量

    1.吸收速度可用血药浓度-时间曲线上达到峰浓度的时间-即达峰时间tmax来表示。

    2.可通过残数法求ka

    3.可通过Wagner-nelson法,即待吸收的百分数对时间作图法,由直线斜率求出吸收速度常数Ka,本方法适用于单室模型。

    4.LOO-Reigeiman法,即待吸收百分数对数-时间作图法,本方法适宜于双室模型。......(后略) ......