7药理学实验技术-王逸平
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药理学实验技术
一.药理学及实验技术概述
药物(drugs):是指影响机体器官功能及代谢活动并用于治疗、诊断和预防疾病的化学物质。
主要包括,天然药物(中草药、植物药)、化学药品(植物中分离、提取活性成分,如罂粟—吗啡;麻黄—麻黄碱;化学全合成或半合成的化合物)、生物制品(促红细胞生成素;干扰素)。
神经氨酸酶存在于甲型及乙型流感病毒的表面,在病毒的生命周期中起着极其重要的作用。一旦病毒侵入宿主细胞并开始复制,新生病毒颗粒就会呈芽状突出于细胞表面,但仍与细胞相连。流感病毒中神经氨酸酶的作用就是将病毒和细胞连接的血凝素—唾液酸结合键断裂。一旦与细胞表面脱离,新生的病毒颗粒就会自由扩散,感染其他宿主细胞。
药理学(pharmacology)是研究药物与机体相互作用及其规律的学科。包括药物效应动力学(pharmacodynamic,简称药效学)和药物代谢动力学(pharmacokinetics,简称药动学)。药理学研究的目的:
(1)阐明药物作用、作用机制
(2)为临床合理用药提供理论依据(提高疗效,减少不良反应)
(3)新药的开发研制
(4)探索细胞生理、生化、病理过程
药效学主要研究药物对机体的作用,包括药物的药理效应、作用机制及临床应用等。靶点:药物与受体、药物与酶
药效:药物的治疗作用
构效关系(structure activity relationship,SAR):药物化学结构与效应关系(或药物的结构与药理活性或毒性之间的关系)
量效关系(Dose-response relationship):药物剂量与效应关系(或药物的药理效应与其剂量或血药浓度呈一定关系)
阈剂量:是指能引起效应的最小药物剂量或最小药物浓度。
效能:药物药理效应的最大值
效价:反应药物效应与药物剂量的关系,为药理效应相同的药物之间等效剂量的比较。
半数有效量(ED50):引起50%最大反应强度的药物剂量或引起50%实验对象出现有效(或阳性)反应的药物剂量。
半数致死量(LD50):引起50%实验对象死亡的药物剂量。反应药物的急性毒性大小。
治疗指数(TI):LD50/ED50,表示药物的安全性。治疗指数越大越安全。
安全范围:有人用LD5~ED95之间的距离表示药物的安全性,称为安全范围。
药动学主要研究机体对药物的作用,即药物的体内过程,包括药物的吸收、分布、代谢及排泄过程,特别是研究血药浓度随时间变化的规律,影响药物疗效的因素。
峰值(Cmax):药物在体内达到的最大血药浓度,一般当药物吸
收与消除的速度相等时达到峰值。
达峰时间(Tpeak):血药浓度达到峰值所需的时间。
时量关系曲线:给药后随着时间的改变血药浓度随之不断变
化,以时间为横坐标,药物浓度(或对数浓度)为纵坐标绘制的图形,称为时量关系曲线,也称为药物浓度-时间曲线图。
血浆半衰期(t1/2):血浆中血药浓度下降一半所需的时间。
曲线下面积(AUC):由时量曲线与坐标横轴围成的面积称为曲线下面积,它与药物吸收的总量成正比。
受体是细胞在进化过程中形成的细胞蛋白组分,能识别周围环境中某种微量化学物质,首先与之结合,并通过中介的信息转导与放大系统,触发随后的生理反应或药理效应
受体类型:
门控离子通道型受体
G蛋白偶联型受体
具有酪氨酸激酶活性受体
细胞内受体
受体特性:
蛋白质存在于细胞膜、胞浆、细胞核
配体a)内源性:激素、神经递质、血管活性物质
b)外源性:药物
特异性:对配体具有高度选择性
饱和性:与其配体的结合能力有限
可逆性;可解离,可置换
高亲和性:极高的识别能力
生物学效应
受体激动药对相应受体有较强的亲和力,也有较强的内在活性,α达100%。受体拮抗药虽然也有较强的亲和力,但缺乏内在活性,α=0,本身不能引起效应,却占据一定量受体,拮抗激动药的作用。竞争性拮抗药(competitive antagonist)能与激动药互相竞争与受体结合,这种结合是可逆性的。
实验设计的原则
重复精确可靠实验结果在同样条件下可重复
随机实验对象接受处理的机会(概率)应相等
对照对照是比较的基础,必须平行对照
实验方案(Protocol)要点
1、实验名称
2、研究背景,目的意义
3、试验设计
(1)实验对象(动物、组织器官、细胞、受体或酶);(2)实验分组;
(3)试验周期;(4)实验方法和主要的研究指标和参数;(5)试验设计
的说明(预试验;确定药物的剂量或浓度;给药途径)
4、预期结果
5、实验预期完成时间
6、参考文献
实验药理学的相关技术
模型制备与应用
放射配基受体结合测定法
电泳技术在药理学研究中的应用
细胞生物学方法在药理学中的应用
药理学研究中常用的分子生物学技术
免疫细胞组织化学技术实验方法
膜片钳技术原理及方法
高效液相色谱
生物核磁技术的应用与研究进展
转录调控研究方法在药理学中的应用
内钙测定的研究方法和技术
二. 药理学实验技术的应用
新药研究中的重要技术环节
高通量筛选(HTS,High Throughput Screening)的近年发展的新技术。当前HTS技术的发展注意简化筛选过程和降低筛选成本。HTS可以根据待测样品的合成路线分为液相和固相筛选, 也可以根据筛选目标物分为纯蛋白受体亲合性筛选, 酶活性筛选, 细胞活性筛选等。
高通量筛选的特点
快速、微量、经济、有效
遥测实验系统(Telemetry System)Telemetry技术,是能够保证在动物清醒状态下进行安全性药理试验的新技术。在动物无干扰的条件下,实时检测各种生理指标,如心电、血压、呼吸、体温,从而可获得更可靠的试验数据
激光扫描共聚焦显微镜测定技术
激光扫描共聚焦显微镜是在荧光显微镜成像的基础上加装了激光扫描装置,利用计算机进行图像处理,使用紫外光或激光激发荧光探针,从而得到细胞或组织内部微细结构的荧光图像,观察细胞的形态变化或生理功能的改变,可进行荧光定性、定量和定位,实时动态的细胞分子和离子监测,系列光学切片,三维图像重组,激光显微切割,细胞光活化作用和细胞分选等。这项技术是形态学、分子细胞生物学、神经科学、药理学和遗传学等领域中新的有