第四章 生物利用度
fu 生物利用度-概述说明以及解释
fu 生物利用度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：生物利用度是指生物体在环境中对资源的有效利用程度，是衡量生物个体或种群适应环境能力的重要指标。
生物利用度直接影响着生物的生存和繁殖能力，对于维持生态系统的稳定和健康起着关键作用。
随着人类对自然资源的过度开发和环境污染的加剧，许多生物体面临着资源紧缺和生存压力增加的情况。
因此，研究生物利用度的机制和影响因素对于有效保护生物多样性、提高生态系统的稳定性具有重要意义。
本文将探讨生物利用度的概念、重要性以及影响因素，希望通过深入分析，为提高生物利用度、促进生物和环境的和谐发展提供一定的参考和借鉴。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将对生物利用度的概念进行概述，介绍本文的目的，以及对文章结构进行简要说明，让读者对整篇文章有一个整体的把握。
在正文部分，将分为三个小节进行阐述。
首先会详细介绍什么是生物利用度，包括定义和相关概念；接着会说明生物利用度在生物学和生态学中的重要性，以及对生态系统和生物多样性的影响；最后会探讨影响生物利用度的各种因素，包括环境因素、人为活动和遗传因素等。
在结论部分，将对前文进行总结概括，展望生物利用度的未来发展趋势，并给出本文的最终结论。
通过对整个文章的分析和总结，让读者对生物利用度有一个更加深入的理解。
1.3 目的：本文旨在探讨生物利用度这一概念在生态学和环境保护领域的重要性和应用。
通过深入分析生物利用度的定义、计算方法以及影响因素，旨在揭示生物利用度对生态系统稳定性和生物多样性维持的重要作用。
我们希望通过本文的阐述，能够引起人们对于生物资源合理利用和生态平衡的思考，促进人类对生物利用度的更加全面和深入的认识，为未来的生态保护和可持续发展提供有益的参考和借鉴。
2.正文2.1 什么是生物利用度:生物利用度是指在自然环境中，生物个体或群体利用资源的效率和程度。
简单来说，它衡量了生物如何利用其周围的资源来实现其生存和繁衍的能力。
药物的生物利用度与生物利用度研究
药物的生物利用度与生物利用度研究药物的生物利用度（bioavailability）是指给药途径中药物在进入生物体后能够达到循环系统并产生期望的药效的比例。
生物利用度研究是药物开发和临床应用过程中的重要环节，旨在评估药物的吸收、分布、代谢和排泄等主要药代动力学过程，以便合理确定药物剂量和给药途径。
本文将围绕药物的生物利用度和其研究展开讨论。
一、什么是药物的生物利用度？在药物研发和临床应用中，我们通常通过口服、静脉注射、肌肉注射等给药途径将药物引入生物体内。
药物的生物利用度是指口服给药后药物在进入循环系统之前被吸收的比例。
对于注射给药，生物利用度即为100%。
然而，口服给药的药物需要克服肠道吸收和首过消除（首过效应）等因素，因此其生物利用度通常较低。
二、生物利用度的影响因素1. 药物相关因素：药物的物化性质、溶解度、脂溶性和分子大小等特性会影响其吸收。
例如，疏水性药物通常较难通过胃肠道屏障。
2. 给药途径：不同的给药途径会对生物利用度产生显著影响。
例如，口服给药需要经过胃酸和胃肠道消化酶的作用，可能导致药物的降解和代谢增加。
3. 肠道转运体和代谢酶：肠道内的转运体和代谢酶扮演着药物吸收和代谢的关键角色。
它们的种类和活性会影响药物的生物利用度。
4. 首过消除：药物首先通过肠壁细胞和肝脏进行代谢，这称为首过消除。
药物代谢酶在肠道和肝脏中的活性是决定药物生物利用度的关键因素。
三、生物利用度的研究方法为了确定药物的生物利用度，科研人员使用多种方法进行研究，常见的方法包括以下几种：1. 给药试验：通过不同途径给药，比较药物在循环系统中的浓度变化，计算生物利用度。
2. 收集生物样本：通过采集血液、尿液等生物样本，利用仪器分析测定药物在体内的浓度，计算生物利用度。
3. 使用药物动力学模型：药物动力学模型可模拟药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程，通过调整模型参数来预测药物的生物利用度。
四、生物利用度在药物研发和临床应用中的作用1. 药物剂量确定：生物利用度可以指导药物的剂量选择，确保药物达到预期治疗效果。
生物利用度
据食品及药物管理局称，生物利用度就是营养成分被生物体特定部位（在这篇文章里，我们主要说血液）吸收并利用的比例和速度。
使营养成分可利用的第一步就是把它从食物“母体”里释放出来，把它转变成一种能够被消化道黏膜吸收的化学形式，这就得依靠适当的咀嚼和消化系统的酶功能。
例如，为了处理米饭中的葡萄糖，我们必须咀嚼米饭，然后让其与酶作用进行消化。
脯氨酸同化过程（出现在鸡肉蛋白质中的一种氨基酸）以及鱼油中的Omega3脂肪酸的处理中也会发生相同的过程。
为了让你大概了解生物利用度的复杂性但是不耗费精力深入研究，我们列举了其中的一些能够影响营养成分生物利用度的因素：
1.烹饪原材（煮或烘焙？）。
2.原料来源（来自动物或者蔬菜？）。
3.营养成分的化学形式（有机或无机？）。
4.与其它成分和营养成分的相互作用（比如，维C能增加铁元素的生物利用度，所以铁元素能在有维C的情况呗更好地吸收）。
5.和药物的相互作用（比如，抗生素的使用能减弱锌的同化作用）。
6.换粮（改变饮食会改变消化道黏膜，没有别的并发症状，但会持续几周影响服用的营养成分的生物利用度）。
7.消化道黏膜的状态（比如，胃酸过低会阻碍维生素B12的吸收）。
8.生理状态（在成长期和哺乳期，营养会被更好地吸收）。
9.病理状态（比如，溃疡和胃炎情况下常见的幽门螺杆菌也会影响维生素B12的吸收）。
10.个人因素，比如品种、性别、年纪和活动剧烈程度等也有影响。
如果你想了解更多的关于一种成分的品质和营养效用价值参数，你可以看看我们关于生物学价值和消化吸收率的文章。
生物利用度与生物等效性
意义
它是药物制剂质量的重要指标,是新药开 发与研究的基本内容
药典及部颁标准收载的药物,改变剂型而 不改变给药途径,测定生物利用度有更重 要的意义,可以免作临床验证。
有些药物临床指标不够明确而生物利用 度的测定更显重要。
AUC Tmax Cmax
药物血药浓度-时间曲线下的面积AUC与药物 吸收总量成正比,因此它代表药物吸收的程度。
体内吸收曲线可通过Wagner-Nelson法 或Loo-Reegelman法求得。
体外溶出时间过程和体内时间 过程的参数之间存在相关关系。
这一相关的方法主要是利用统计矩分析原理, 可以将体外平均溶出时间和体内平均滞留时间 或体内平均溶出时间进行比较。
如:a: 体外平均溶出时间对体内平均溶出时间 B: 体外平均溶出时间对体内平均滞留时间 C: 体外溶出速度常数对体内吸收速度常数
体内外相关性有三种情况
整个体外溶出、释放时间过程和整个体 内时间过程之间存在相关关系
体外溶出时间过程和体内时间过程的参 数之间存在相关关系。
单点相关
整个体外溶出、释放时间过程和整个体内
时间过程之间存在相关关系
具有这种相关关系·其体外溶出曲线, 和 体内整个吸收曲线存在相关关系,这是最 高水平的相关系。
某一特定时间点体外溶出量和 体内药动学参数之间相关性
如a:时间t时的溶出量对AUC B:时间t时的溶出量对Cmax C:时间t时的溶出量对平均滞留时间MRT
体外溶出某一百分数所需时间与 体内药动学参数之间有相关性。
a :Tx%对AUC b :Tx%又才Cmax c : Tx%对MRT
受试者选择条件:年龄一般18~40岁,男性,体 重为标准体重, 受试者应经过肝、肾功能及心 电图等项检查,试验前停用一切药物, 试验期间, 禁忌烟酒。
《生物利用度》课件
制定合理的资源利用规划，推动可持续的经济和生态发展。
3
教育与宣传
加强公众对生态保护意识的培养，提高生物利用度的重要性。
ห้องสมุดไป่ตู้
结论与展望
通过加强对生物利用度的研究和实践，可以有效保护生态环境，促进资源的 可持续利用，实现人与自然的和谐发展。
生物利用度
本课件将介绍关于生物利用度的重要概念、测量方法、影响因素以及增强生 物利用度的策略与实践。
引言
生物利用度是指人类对生物资源的合理利用程度。了解和提高生物利用度对于生态保护和可持续发展至关重要。
内容概述
本节将概述生物利用度的核心内容，包括定义、测量方法、影响因素以及增 强生物利用度的策略。
生物利用度的影响因素
栖息地破坏
人类活动导致栖息地减少、破碎 化，影响生物利用度。
资源过度开发
过度捕猎、乱砍滥伐等行为降低 了生物利用度。
污染
水、空气和土壤的污染对生物利 用度产生负面影响。
增强生物利用度的策略与实践
1
保护与恢复生境
加强生态系统保护，恢复受损生境，提供更多的资源供生物利用。
2
可持续利用
生物利用度的概念与定义
1 定义
生物利用度是指人类在利用生物资源过程中，对资源的开发和利用的程度和效果。
2 重要性
了解生物利用度有助于评估人类与自然环境的关系，促进可持续的资源利用。
生物利用度的测量方法
定量方法
1. 物种丰富度指数 2. 生境质量评估 3. 生态系统服务价值评估
定性方法
• 野外观察和调查 • 社会经济调查和反馈 • 专家评估
生物利用度测定方法
生物利用度测定方法生物利用度测定是指评估生物种群资源的利用程度和生态系统的可持续利用能力的方法。
生物利用度测定的目的是为了科学合理地利用生物资源，保护生物多样性和生态环境。
下面将介绍几种常见的生物利用度测定方法。
一、物种多样性测定物种多样性是评估生物资源利用度的重要指标之一。
常用的物种多样性指标有物种丰富度、物种均匀度和物种多样性指数等。
物种丰富度反映了群落中不同物种的数量，物种均匀度反映了物种相对数量的均衡程度，物种多样性指数综合考虑了物种丰富度和均匀度的差异。
通过对不同生态系统的物种组成和特征进行调查和统计分析，可以评估不同区域或不同生态类型的生物资源的利用度。
二、种群数量测定种群数量是评估生物资源利用度和适应性的重要指标之一。
研究人员可以通过野外实地调查、捕捉和标记技术、DNA分析等方法测定不同生物种群的数量。
通过对种群数量的测定和动态变化的监测，可以评估生物种群资源的可持续利用能力和生态系统的稳定性。
三、生物估测方法生物估测是一种常用的生物利用度测定方法，通过对生物群落中个体数量、数量比例、种群密度等进行预测和估计，来评估生物资源利用度和适应性。
生物估测通常采用样方法、标记再捕法、适应性测量等方法。
通过对样方内个体数量和种群密度的测定，可以了解生物种群的状况和数量变化趋势，从而评估生物资源的利用度和适应性。
四、资源评估方法资源评估是一种综合性的生物利用度测定方法，通过对生态系统中各种生物资源的测定和调查，评估生态系统的物种组成和数量、生物种群的分布和数量、生物种群的生态功能和适应性等指标，来评估生物资源的利用程度。
资源评估可通过野外实地调查、样方法、生物标本的收集和鉴定等方法进行。
通过对生态系统的资源的测定和评估，可以全面地了解生物资源的利用度和生态系统的可持续利用能力。
以上介绍了几种常见的生物利用度测定方法，包括物种多样性测定、种群数量测定、生物估测方法和资源评估方法。
这些方法可以评估生物资源的利用程度和生态系统的可持续利用能力，为科学合理地利用生物资源和保护生态环境提供参考。
生物利用度及生物等效性评价
评价生物利用度的方法
2.1 血药浓度法
绝对生物利用度：
其中AUC (po)为口服血药浓度--时间曲线下的面积 AUC (iv) 为静脉注射血药浓度--时间曲线下的面积Dose (po)为口服剂量， Dose (iv)为静脉注射。
2.1.2 相对生物利用度：
AUC (R) 为标准制剂的曲 线下的面积曲线下的积， Dose (R) 为标准制剂的 剂量。 Dose (T) 为试验样品剂量，
02
愿受试者，受试者应在各种条件一致的情况下进行。
为消除个体差异，在生物等效性试验中通常双交叉试验设计，
03
即标准的双处理、双周期、两序列的交叉设计。
阿替洛尔片人体相对生物利用度
3.1 受试者的基本情况
健康男性志愿者20人, 年龄23~ 36a, 平均( 27. 5± 3.2)a; 体重56~ 85kg, 平均( 66. 0 ±7. 3) kg。所 有受试者试验前常规体检和血液生化检查肝、肾功 能未见异常。志愿者试验前签署知情同意书, 受试期 间停服任何药物, 并禁烟和酒。
3.3 生物等效性分析结果
生物利用度评价的意义
制剂的生物利用度是评价药物制剂的质量标准项目之一。 ○ 指导药物制剂的研制和生产； ○ 指导临床合理用药； ○ 寻找药物无效或中毒的原因； ○ 提供评价药物处方设计合理性的依据
01 现今应用药代动力学法来研究全身性吸收药物的生物等效性目前 已较为成熟。而一些特殊性的药物，如内源性物质和高变异性药 物，其等效性研究需要新的试验设计和统计学方法。局部作用药 物更为复杂，应针对具体的药物设计不同的方法。目前生物利用 度等效性的统计方法和评价标准还在进一步的摸索完善中。
绝对生物利用度
相对生物利用度 其中X u ∞ 为尿中
生物利用度定义
生物利用度定义“哎呀，妈妈，为什么我吃了药感觉还是没好呀？”我皱着眉头问妈妈。
那是一个周末的早晨，阳光透过窗户洒在房间里。
我因为前几天生病，一直在吃药，可总觉得效果不太明显。
妈妈摸摸我的头说：“宝贝，别着急，可能是药还没发挥最大的作用呢。
”爸爸在一旁听到了，笑着说：“这就涉及到一个很重要的概念啦，叫生物利用度。
”我好奇地追问：“爸爸，什么是生物利用度呀？”爸爸耐心地解释道：“生物利用度啊，就好比你吃了一块蛋糕，但是真正被你身体吸收利用，变成能量的部分有多少。
对于药物来说，就是吃进去的药有多少能真正起到作用。
”我似懂非懂地点点头，“哦，原来是这样啊，那为什么有的药生物利用度高，有的药就低呢？”爸爸想了想回答：“这就有很多原因啦，比如说药物的性质呀，有的药容易被身体吸收，有的就比较难。
还有吃药的方式也有关系，像有的药需要空腹吃，有的要饭后吃，这都会影响它的生物利用度呢。
”“哇，这么复杂呀！”我惊叹道，“那怎么才能让药的生物利用度高一些呢？”妈妈笑着说：“这就需要听医生的话呀，医生让怎么吃就怎么吃。
”我忽然想到：“那是不是就像我学习一样，要用对方法才能把知识都吸收进去呀？”爸爸哈哈笑起来，“对呀，宝贝，你这个类比很恰当呢！”我看着他们，心里想着：原来吃药还有这么多学问呢。
就像我们做事情，也要找到合适的方法，才能把事情做好呀。
我觉得生物利用度这个概念真的好神奇呀，它让我们知道了药物是怎么在身体里发挥作用的。
以后我再吃药的时候，就会想到这些，也会更认真地听医生的话啦。
所以呀，大家一定要了解生物利用度这个重要的概念哦！。
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Continued comparative studies
100–200 patients
500–5,000 patients
Registration, market introduction
KNOWLEDGE LEVEL
生物利用度
TIME SPAN 2–4 yrs. 2–6 mos. 3–6 yrs.
28号令药品注册管理办法
2007年10月1日执行
药物的临床试验（包括生物等效性试验），必须经过 国家食品药品监督管理局批准，且必须执行《药物临 床试验质量管理规范》 生物等效性试验，是指用生物利用度研究的方法，以 药代动力学参数为指标，比较同一种药物的相同或者 不同剂型的制剂，在相同的试验条件下，其活性成份 吸收程度和速度有无统计学差异的人体试验。 药物临床试验的受试例数应当符合临床试验的目的和 相关统计学的要求，并且不得少于本办法附件规定的 最低临床试验病例数。罕见病、特殊病种等情况，要 求减少临床试验病例数或者免做临床试验的，应当在 申请临床试验时提出，并经国家食品药品监督管理局 审查批准。
1 500 1 0.1375 3% 10 3%
浓度 (mg/ml)
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 4 8 时间(h) 12 16 20
100 90
f dose Ka CV(ka) k CV(k) A CV(A) 9%
1 500 1 0.1375 20% 10 20%
浓度 (mg/ml)
人体生物利用度及生物等效性 (BA/BE)
中国药科大学药代中心 杨劲
outline
• • • • • 生物利用度的定义 生物利用度研究的意义 生物利用度的历史 生物利用度定义和前提 生物利用度的研究过程
– – – – – 分析方法 实验设计：药品、受试者、采样时间 血浆、全血、血清 药动学参数 等效性检验
Regulatory agencies have not established a single set of BE regulations (design, conduct, interpretation) that are universally acceptable
Liver
EH
Fabs × FG× FH
Fsys
Fabs 药物释放，跨膜吸收，肠道菌群代谢等 FG PGP和3A4酶，各种转运蛋白 FH 肝脏首过效应，肝脏内的转运蛋白
药物吸收速度的一般表达
为什么不用Ka值呢？ 求ka=吸收解析
• 由于药物吸收环节众多，并不存在单一指数 方程来作为吸收函数—理论值 • 不可能仅仅通过本身口服后的数据来区分吸 收指数项和消除指数项，从而来进行吸收解 析。(Excel课件) • 所以吸收解析的时候最好要同时进行静脉给 药实验的原因——能够确切地知道药物的消 除相的情况。 • 当药物静脉给药和口服给药消除情况不一致 的时候，哪怕进行静脉注射也无法进行口服 药物的吸收解析，例如口服给药存在肠肝循 环，首过效应强等等情况下。
生物利用度 (Bioavailability BA)
指药物活性成分从制剂中释放吸收进入 体循环的相对速度(一般以Tmax 、Cmax 表示)和程度(以AUC表示) 相对程度
– 以静脉给药为标准：绝对生物利用度 – 以其他给药途径为标准：相对生物利用度
药物吸收程度
Fabs
Gut
EG
Fabs × FG
生物利用度研究的目的
10.00
浓度 (ng/ml)
8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0 10
最小中毒浓度
A B C
最小有效浓度
20 时间(H)
30
40
不同制剂有不同的药时曲线，利用程度和利用速度 可能都不一样。本图速度接近，程度差别很大
生物利用度研究的目的
Ranitidine雷尼替丁
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 4 8 时间(h) 12 16 20
量-效曲线
药物浓度的效应表达效率(形状参数)
Repuesta Clinica/PD
Log Dosis
Pharmaceutical R&D
Market
NDA
Clinical Trial
IND Processing Toxicology
Efficacy studies on healthy volunteers 50–150 persons
Clinical studies on a limited scale
Comparative studies on a large number of patients
Regulatory review KNOWLEDGE LEVEL
Clinical studies
Development
IND*
PHASE I
PHASE II
PHASE III
NDA**
PHASE IV
Regulatory review
*Investigational New Drug Application for permission to administer a new drug to humans
– 测定血药浓度－方法学（生物利用度） – 替代指标的应用－应用条件？
BA和BE的关系
BE：求证两产品的生物等效性(例如受试 者只选男性) 规格、剂型、批次…… BA：不同的产品可各不相同
– 剂型的筛选 – 处方、工艺的评价 – 新剂型（新给药途径）给药剂量的估计 – 性别差异(受试者选择男女各半)
20
0 0 20 40 60 80 100
Time > MIC (%)
采用生物黏附剂技术后的阿莫西林微丸 能有效在胃粘膜上黏附，1mg/kg时幽 门螺旋杆菌消除率相当于10mg/kg普通 制剂的消除率，而血药浓度和生物利用 度前者远低于后者！
BA/BE
– originally indicated the rate and amount of administered drug that reached the blood intact (available at site of action) – now expanded to include active metabolites
生物等效性试验规定 (药品注册管理办法2002.12.1)
• 口服固体制剂应当进行生物等效性试验，一般为18至 24例； • 难以进行生物等效性试验的口服固体制剂及其他非口 服固体制剂，应当进行临床试验……； • 速释、缓释、控释制剂应当进行单次和多次给药的人 体药代动力学的对比研究和临床试验……； • 对于注册分类6中的口服固体制剂，可仅进行生物等 效性试验，一般为18至24例；难以进行生物等效性 试验的，可仅进行溶出度、释放度比较试验。
分类6：已有国家药品标准的原料药或者制剂：仿制药品
法律高度：管理办法〉指导原则
药品注册管理办法2005.5.1
•申请已有国家标准的药品注册，一般
不需要进行临床试验；需要进行临床试 验的，化学药品一般进行生物等效性试 验； •一般不需要进行临床试验，但口服固 体制剂应当进行生物等效性试验。
–已有国家药品标准的非处方药的生产或 者进口； –经国家食品药品监督管理局确定的非处 方药改变剂型，但不改变适应症或者功能 主治、给药剂量以及给药途径的药品
相关法规的发展
1985年《新药审批办法》：改变剂型但不改变给药途径 的新药，……如属国家标准，可仅进行人体生物利用度 的研究，免做临床验证。 1999年《新药审批办法》：四类新药应进行生物等效性 试验－生物利用度比较试验、随机对照的临床研究 1998年《仿制药品审批办法》：生物利用度/生物等效性 2002年《药品注册管理办法》： 注册分类五：口服固体制剂－生物等效性试验 注册分类六：口服固体制剂－生物等效性试验
临床试验阶段：
–
–
上市后阶段：
– 处方、工艺的评价和生产控制：处方组成 成分、比例以及工艺等出现一定程度的变 更时，进行BE 研究，以考察是否生物等 效。。以提高生物利用度为目的研发的新 制剂，需要进行BA 研究，了解变更前后 生物利用度的变化。
三个等效的关系
Pharmaceutical equivalence(含量，给药途径等) Bioequivalence Therapeutic equivalence Noninferiorite（非劣效性研究） 生物等效性是为了替代临床试验。后者花费大， 时间长，组织繁琐 从统计学上讲，半定量的临床数据的统计效率无 法和药代的定量数据相比。所以，临床至少需要 120对受试者，而等效性试验只需要20例受试者
指导原则和法规的关系
法律〉指导原则
生物等效性研究 (BioEquivalence BE)
等效性研究的方法学
– 临床治疗效果：直接证明两药的差异的可接受性 – 血药浓度测定：通过两药释放、吸收的差异的可 接受性，推测临床治疗效果差异的可接受性
生物等效性研究：指药学等效制剂或可替换药 物在相同试验条件下，服用相同剂量，其活 性成分吸收程度和速度的差异无统计学意义 (推测临床治疗效果差异的可接受性)
时间依赖型抗生素
时间依赖型，药物浓度超过MIC的4~5倍以上杀菌活性不再增加， 例如β-内酰胺类、大环内酯类、克林霉素和万古霉素等
Time>MIC(hr)=
100
ln(Dose/(v d / Fu )) ln( MIC ) ln2/T1/2
青霉素类
80
头孢菌素类
治疗 4天后死亡率 (%)
60 40
药学等效
生物等效 临床等效
可靠性 经济性
Bioequivalence Therapeutic equivalence的关系
药学等效 性药物