药代动力学
药代动力学
药代动力学
药物代动力学是药物体内活动和作用过程的研究，是药物学研究的一部分。
它
表现为药物从给药途径进入机体，通过组织及血液循环，穿过血脑屏障，最终达到特定细胞或组织，在该部位发挥作用，再经过有效代谢或排泄而离开机体的全过程。
药物代动力学是药物研发和分析过程中不可或缺的环节，它通过对药物的实验
模型，对药物的口服消化、吸收和分布规律，在体内活动和作用力学行为等方面，分析药物的传递路线，在人体生物体系中探究药物作用机制，从而获得更多药物药效学的相关知识。
药物代动力学的研究内容包括物理、化学和生物学，在药物的吸收和排泄及代
谢等过程中的各种反应机制及反应的衍生关系。
其目的是更好地了解药物在机体内的流动路径和活动规律，提高药物的疗效，并且能够更好地应用有效的药物剂量，减少药物的毒副反应。
此外，还可以利用药物代动力学解决小剂量药物在治疗过程中效果不佳、毒副
反应大、药物反应性不稳定甚至目标细胞机制不明等问题，以便设计更巧妙、更优化的用药方案。
总之，药物代动力学是药物药效学研究的重要内容，它为药物分析、计量和调
整药物剂量等提供了有力的技术支持。
药代动力学-V1
药代动力学-V1药代动力学是药物在人体内的吸收、分布、代谢和排泄的过程。
它是药物疗效和药物毒性的重要因素，也是制定合理用药方案的基础。
本文将对药代动力学进行重新整理，以帮助读者更好地了解该概念。
一、药物的吸收药物吸收是指药物进入人体的过程。
药物的吸收速度受多种因素影响，如药物的溶解度、分子大小、化学性质和剂型等，以及口服药物的胃肠道进食状态、胃肠蠕动和肠道酸碱度等。
药物吸收通常是通过被动扩散或主动转运等方式实现的。
二、药物的分布药物分布是指药物在体内组织间的分配。
血液和淋巴系统是药物经过的主要途径，药物可通过血液或淋巴到达靶组织或非靶组织。
药物分布速度取决于药物的生物利用度、分子大小、脂溶性、蛋白结合率等。
药物分布还受到生理变化和疾病状态等因素的影响。
三、药物的代谢药物代谢是指药物在体内发生化学转化的过程。
药物代谢通常在肝脏发生，也可能在肺、肠道、肾脏和皮肤中发生。
药物代谢的主要功能是将活性物质转化成无活性物质，以减轻毒性和提高排泄效率。
药物代谢机制包括氧化、还原、水解和酰化等反应。
四、药物的排泄药物排泄是指药物从体内排出的过程。
药物排泄主要通过尿液、粪便、汗液和呼吸等途径进行。
药物的排泄速度取决于肾脏、肝脏和肺脏等器官功能的健康情况，也受到血流量、药物的离子化程度和药物结合蛋白的影响。
总之，药代动力学是药物在体内吸收、分布、代谢和排泄的过程，是合理用药的基础。
我们需要了解药代动力学的各个方面，以便更好地理解药物的作用和副作用。
药物的药代动力学与药效动力学
药物的药代动力学与药效动力学药物的药代动力学与药效动力学是药物研发和应用的重要概念和原理。
药代动力学研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程，而药效动力学研究药物对生物体产生的药理效应。
一、药代动力学1. 药物吸收药物吸收是指药物从给药部位进入血液循环的过程。
吸收速度和程度直接影响药物的药效。
吸收途径包括口服、注射、吸入等。
药物在吸收过程中受到许多因素的影响，如溶解度、pH值、渗透性等。
2. 药物分布药物分布是指药物在体内分布到各组织器官的过程。
药物与血浆蛋白结合率、脂溶性、离子化程度等因素都会影响药物的分布。
此外，血液供应充足的组织器官吸收药物更多，而脂溶性较高的药物则更容易穿过细胞膜。
3. 药物代谢药物代谢是指药物在体内被酶系统代谢为代谢产物的过程。
主要发生在肝脏中的肝酶系统。
药物代谢会影响药物的活性和持续时间，也是药物相互作用的重要因素。
代谢产物可能具有药理活性，也可能是毒性产物。
4. 药物排泄药物排泄是指将代谢产物从体内排出的过程。
主要通过肾脏排泄尿液，也可以通过粪便、呼吸、汗液等途径。
药物的排泄速度与药物的解离速度、肾小管分泌速率等因素有关。
二、药效动力学药效动力学是研究药物对生物体产生的药理效应的学科。
它可以描述药物的剂量-效应关系、治疗窗口、作用机制等。
药物的药效动力学特性是影响临床应用的重要因素。
1. 剂量-效应关系剂量-效应关系研究药物剂量与产生的效应之间的关系。
通常可以分为线性和非线性关系。
线性关系表示药物剂量增加或减少，效应也相应等比例增加或减少。
非线性关系则表示剂量增加或减少，效应并不等比例变化。
2. 治疗窗口治疗窗口是指药物在体内能够产生治疗效果的浓度范围。
在治疗窗口内，药物能够发挥治疗作用；而超出治疗窗口，剂量过高或过低都可能导致药物的不良反应或治疗失败。
3. 作用机制药效动力学也研究药物的作用机制，即药物与靶点结合后产生的药理效应的分子机制。
药物的作用机制研究对于合理用药、药物研发和药物治疗具有重要意义。
药代动力学和药效学的分析
药代动力学和药效学的分析药物是治疗和预防疾病的重要手段之一，药代动力学和药效学则是研究药物在机体内的转化和作用规律的学科。
本文将简单介绍药代动力学和药效学的基本概念及其应用。
一、药代动力学药代动力学（Pharmacokinetics，PK）是研究药物在机体内的吸收、分布、代谢和排泄过程的学科。
它的主要目的是确定药物在机体内的浓度和变化规律，为合理用药提供理论基础。
1. 吸收药物在体外经口、注射等途径进入体内后，首先要经过吸收过程。
吸收速度和程度取决于药物的性质、给药途径、药物剂量、生理状态等因素。
吸收快的药物能够迅速产生效应，但作用时间短；吸收慢的药物则需要较长时间才能达到治疗浓度。
2. 分布分布是指药物进入血液后在体内的扩散过程。
药物与组织的亲和力和组织的血供量是决定分布的重要因素。
有些药物可以结合蛋白质而不能穿过血脑屏障，不能直接作用于中枢神经系统；有些药物则能穿过血脑屏障，直接作用于中枢神经系统，这些药物有睡眠药、抗抑郁药等。
3. 代谢药物在体内会发生代谢作用，被代谢的药物称为代谢产物或代谢物。
代谢主要发生在肝脏，也可在肺、肾等器官中进行。
药物代谢的过程可分为两个阶段：相位Ⅰ和相位Ⅱ。
相位Ⅰ通常是由细胞色素P450酶系统参与肝脏细胞的氧化反应，通过加羟基、氨基、羧基等来使药物变得更加水溶性，降低其毒性，增强其排泄。
相位Ⅱ代谢通常需要与协同参与，主要是利用各种转移酶催化药物中的羟基、胺、硫等官能团，结合肝细胞中的各种底物（如乙酰辅酶A），使之转化为极性的代谢物。
4. 排泄药物代谢的最终结果是生成溶于水的代谢物，它们经由肾脏、肝脏、肺、肠道和汗腺等排泄器官从体内排泄。
代谢产物还包括未被代谢的药物，这些药物在体内的浓度过高可能会产生毒性。
药物在人体内的廓清速率决定其在体内维持一定的浓度水平的时间，越慢则作用时间越长。
药代动力学包括多个方面，其具体应用范围和目的包括但不限于：1. 确定药物的最佳剂量：在理解药物吸收、分布、代谢和排泄的过程后，医师可以知道患者需要多少剂量才能达到治疗效果。
药代动力学及其参数基本概念
正常受试者药代动力学研究
——单剂量给药的临床药代动力学研究
二、试验设计
一般应选用高、中、低3个剂量组，根据人体 耐受性试验的结果 高剂量组的剂量一般应高于临床试验的治疗 剂量，但不应超过人体的最大耐受剂量 受试人数：每组8～12例
正常受试者药代动力学研究
——单剂量给药的临床药代动力学研究
三、 试验操作步骤
三种单剂量的药代动力学试验结果反映不同药物 剂量（小、中、大剂量）的吸收和消除动力学的 规律是线性或非线性动力学
正常受试者药代动力学研究
——单剂量给药的临床药代动力学研究
五、药代动力学参数的估算
线性或非线性动力学的判断标准举例：依立雄胺 （epristeride）的9名健康男性受试者单剂量口服 5 mg、10 mg、20 mg爱普列特片剂进行药代动 力学研究结果如下（表8-2、表8-3）
或因与血浆蛋白结合力高，不易进入组织，其Vd 值常较小，约为0.15~0.3L/kg；与此相反，碱性 有机药物如苯丙胺、山莨菪碱等易被组织所摄取， 血中浓度较低，Vd值常超过体液总量（60kg的正 常人，体液约36L，即0.6L/kg）。例如，地高辛 的Vd达600L（10 L/kg），说明该药在深部组织大 量储存。
物效的 浓最 度临低 。床中最毒佳浓效度果，是(维C持SS)药min物大的于(药CS物S)m的ax最小低于有药
（六）负荷剂量（Loading dose，DL）
概念：临床上为了使药物尽快到达稳态 从而尽早发挥疗效，常常先给予一个较维持 剂量大的剂量使药物迅速达到稳态水平，然 后在预定的给药间隔时间给予维持剂量维持 稳态水平，这个在第一次使用的剂量称为负 荷剂量。
应用
3. 根据表观分布容积调整剂量 通常药物的表观分布容积与体表面积成正
药代动力学参数及其意义
药代动力学参数及其意义
药代动力学参数是指描述药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程的定量指标，常见的药代动力学参数包括：
1. 绝对生物利用度（absolute bioavailability）：衡量药物在口服后被吸收到循环系统的百分比，是评价给药途径有效性的重要指标。
2. 血浆最高浓度（peak plasma concentration，Cmax）：药物在给药后达到的最高浓度，反映了药物在体内的吸收速度。
3. 血浆最低浓度（trough plasma concentration，Cmin）：药物在给药间隔期内达到的最低浓度，用于评价维持药物疗效的药物剂量。
4. 血浆半衰期（plasma half-life，t1/2）：药物在体内降解或排除的速度所需的时间，衡量药物代谢和排泄的速度。
5. 消除常数（elimination constant，K）：衡量药物在体内消除的速率，通常与血浆半衰期相关。
6. 清除率（clearance）：衡量单位时间内从体内完全清除药物的能力，常用于调整药物剂量。
这些参数对于优化药物给药方案、确定药物的剂量和给药频率，以及设计药物动力学模型等方面具有重要意义。
药代动力学参数的测定可以通过体内、体外实验以及药物浓度的测定来获得。
药代动力学参数及其意义
药代动力学参数及其意义1. 引言药代动力学（Pharmacokinetics，简称PK）是研究药物在体内吸收、分布、代谢和排泄过程的科学。
药代动力学参数是描述药物在体内动力学过程的定量指标，对于药物的疗效和安全性评价具有重要意义。
2. 药代动力学参数的分类药代动力学参数主要分为吸收动力学参数、分布动力学参数、代谢动力学参数和排泄动力学参数。
2.1 吸收动力学参数吸收动力学参数描述药物从给药部位到达循环系统的过程。
常用的吸收动力学参数有峰浓度（Cmax）、时间峰浓度（Tmax）、面积下曲线（AUC）等。
•Cmax是药物在体内达到的最高血药浓度，反映了药物在给药后的吸收速度和程度。
•Tmax是药物达到最高血药浓度的时间点，可以用来评估药物的快慢吸收。
•AUC是药物在一定时间内血药浓度与时间曲线下的面积，反映了药物在体内的总体吸收程度。
2.2 分布动力学参数分布动力学参数描述药物在体内分布到各组织和器官的过程。
常用的分布动力学参数有分布容积（Vd）和蛋白结合率。
•Vd是药物在体内分布的虚拟容积，反映了药物在体内的分布广度。
•蛋白结合率是药物与血浆蛋白结合的比例，影响药物的分布和药效。
2.3 代谢动力学参数代谢动力学参数描述药物在体内经肝脏等器官代谢的过程。
常用的代谢动力学参数有清除率（CL）和半衰期（t1/2）。
•CL是药物在单位时间内从体内清除的量，反映了药物的代谢速度。
•t1/2是药物在体内消失一半的时间，反映了药物的代谢速度和持续时间。
2.4 排泄动力学参数排泄动力学参数描述药物从体内排除的过程。
常用的排泄动力学参数有排泄率和清除率。
•排泄率是药物从体内排泄的速率，反映了药物的排泄速度。
•清除率是药物从体内清除的速率，反映了药物的总体排泄能力。
3. 药代动力学参数的意义药代动力学参数对于药物的疗效和安全性评价具有重要意义。
3.1 疗效评价药代动力学参数可以反映药物的吸收速度、峰浓度和总体吸收程度，对药物的疗效产生影响。
药代动力学数据
对药代动力学数据随时间变化的情况进行分析，如预测未来值。
数据分析方法
数据变换
对数据进行适当的数学变换，如对数转换、标准化等，以改善数据的分布特性和可比性。
数据清洗
对原始数据进行预处理，如缺失值填充、异常值处理等，以确保数据质量。
数据分组
根据研究目的和实验设计，将数据分成不同的组别或类别。
确保实验操作符合相关规范和标准，减少误差和偏差。
定期对分析仪器进行校准和维护，确保仪器性能稳定可靠。
数据质量控制
03
CHAPTER
药代动力学数据分析
对数据进行描述性统计，如求平均值、中位数、标准差等，以了解数据的分布情况。
描述性统计分析
假设检验
回归分析
时间序列分析
通过设定假设并进行检验，判断数据是否符合预期，如比较两组数据的差异是否具有统计学显著性。
组织分布法
通过测量组织中药物的分布情况来评估药物在体内的分布和靶向性。
微生物法
通过微生物转化或代谢药物来研究药物的理
准确记录每个时间点的药物浓度或代谢产物数据，并进行整理和分析。
测定
采用适当的分析方法对处理后的样品进行药物浓度或代谢产物的测定。
样品处理
对采集的样本进行预处理，如分离血浆、尿液或组织提取物等。
解读数据间的关系
分析药代动力学数据与其他数据之间的关系，如药物浓度与疗效之间的关系。
数据分析结果解读
04
CHAPTER
药代动力学数据应用
药物研发与优化
药代动力学数据可以揭示药物在体内的代谢过程，包括代谢产物的生成和排泄，有助于优化药物的代谢特性。
药物代谢
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2) 达到稳态某一分数所需要的时间长短取决于半衰期，
而与滴注速率无关。当时间相当于3.32t1/2,时，血药浓度 相当于稳态浓度的90%， 当时间相当于6.64t1/2时，血药 浓度相当于稳态浓度的99%。
3)已知期望血药浓度，可以确定静脉滴注速率k0
k0 Cssk.V
6
（二）开放式二室模型
药物
Ke(k10) 中央室
如预测安替比林的清除率仅为其他外展 数据的1/7
.
29
预测方法
前提条件 1，每个种属的PK均为一级动力学过程
2，蛋白结合率相似
3，有关浓度为线性
4，消除过程为物理性
5，有足够的数据回归
.
30
至少4种动物
将70kg体重代入方程 预测人
.
31
二、生理模型法
前提条件
假定药物的组织和血浆药物浓度的比（Kp）等在动 物间是不变的
CT ,ss C A,ss
消除性组织 2）面积法
Kp
CT,ss CA,ss(1 E)
非消除性组织
Kp
AUCT AUCA
消除性组织 药物的清除率
Kp
AUCT AUCA(1E)
Cli nt
Vmax,i K.m,i
体外肝微粒体酶促反
应求算酶活性参数
（Vmax,i，Km，i）
23
四、 种属间药物代谢的比例扩大 （动物种属间比放）
符合这种条件的药物被称为肝代谢活性限速药物（capacity －limited drug）或低摄取（l.ow extraction)药物，如华法林20
低摄取 华法林
高摄取 利多卡因
肝血流对肝清除率的影响
（实线代表正常时，虚线代表肝血流量减少时。
假设肝固有清除率不变。）
.
21
三、生理药物代谢动力学参数
dt
CX0 V
ek
t
C0ek
t
取对数
VX C
C0
X0 V
lnClnC0kt
.
3
2．血管外途径给药的药物代谢动力学
dX a dt
ka X a
dX dt
kaX a kX
解上述微分方程，得到给药后的血药浓度时间曲线：
C FX 0 (ek tekat) V(kka)
存在一滞后时间（lag time, t0）
EH =
Cin-Cout Cin
CLH = QH × EH FH=1-EH
EH
Cin
QH：肝血流量 Cin ：肝入口处血药浓度 Cout ：肝出口处血药浓度 EH ：肝摄取比 FH : 肝生物利用度
Cin=Cout Cout=0
EH=0 EH=1
CLH=0 CLH= QH
EH>0.5 高肝摄取药物
EH<0.3 低肝摄取药物
.
18
肝血流、药物的肝摄取.比与药物肝清除率的关系19
利用生理学药物代谢动力学模型，药物的肝清除率用下式表示：
CLHQfu(QC fuLintCLint)
式1
Q为肝血流量、fu是血浆游离药物浓度与总药物浓度的比例分数、
CLint为内在清除率（intrinsic clearance）
CLint反映了肝脏药物代谢、排泄的能力。
在动物中建立药物在组织房室中的速率方程， 将有关人体的生理、生化参数代入方程求解
.
32
第四节 药物代谢动力学-药效动力学联合模型
PK
概述
PD
PK-PD 图 3-13. 药物代谢动力学与. 药效动力学结合研究示意图33
一、药效学模型
优点:该能够预报最大效应的20%~80%之间的药 效强度
缺点：不能预报药物的基础效应和最大效应
定义为药物在消除脏器中的消除速度与从该脏器流出血液中
游离药物浓度的比值
当fu×CLint>>Q时，根据式1， CLH＝Q
即药物的肝清除率与肝血流量相等。
符合这种条件的药物被称为肝血流限速药物（flow－limited drug） 或高摄取（high extraction)药物，如利多卡因
当fu×CLint<<Q时，根据式1，CLH＝fu×CLint
第3章 药代房室动模型力的学判定模型
.
1
第1节 房室模型
一、药物浓度－时间曲线（药时曲线）
血
最低中毒浓度
药
达峰时间
药峰
浓
浓度 安全范围
度
最低有效浓度
吸
收
分
布
代谢排泄过程
过
程
潜伏期 持续期 残.留期
时间
2
二、房室模型理论 （一）开放式一室模型
1.静脉注射给药
K：消除速率常数
dX kX 积分后 Xt=X0 e-kt
统计矩的缺点： 不能提供血药浓度-时间曲线的细节，
只能提供总体参数。
.
15
第3节 生理药物代谢动力学模型
一、生理药物代谢动力学模型的基础
性质：建立在机体的生理、 生化、解剖和药物热力学 性质基础上的一种整体模型
.
16
二、药物在组织中的命运
基于生理特性的组织 房室模型
药量变化速率=进入速率-输出速率-消除速率+合成速率 血流灌注速率限制性模型(perfusion-rate limited)
是指单位时间内多少表观分布容积内的药物被清除掉。
Cl
( dx)dt 0 dt
Cdt
X0 AUC
0
对于血管外途径给药，则：
Cl FX0 AUC
.
12
二、MRT与半衰期关系
1. i.v.给药
.
1 k
t1/2 0.693
2. 血管外给药
11 MR ex.eTkka MR ivTMAT
概述
统计矩(Statistical Moment)的概念： 是以概率论和数理统计学中的统计矩方法为理 论基础，对数据进行解析一种方法。
统计矩的特征参数***
1.零阶矩 AUC
反映体内药物量
2.一阶矩
MRT (mean residence time) 平均驻留时间
反映速度的参数
3.二阶矩 方差(variance of mean residence 反映MRT的差异
造成这种现象的原因
1）快速耐受性(受体的下向调节或非活性产物增多）
2）形成抑制代谢物
3）立体选择性代谢仍然用消旋体. 表示。
38
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time，VRT) .
10
统计矩的优点： 不依赖动力学模型
用统计矩的条件： 药物的体内过程属线性动力学
各阶统计矩的计算
1.零阶矩
AUC c(t)dt
0
2.一阶矩
MRT0
tC(t)dt
AUM
C
AUC AUC
3.二阶矩
误差大、结果不肯定、应用价值小，故不用
.
11
用统计矩计算药代动力学参数
一、清除率
BW×CL= aWb
3，体表面积（body surface area, BSA)
CL＝aBSAb BSA＝KW 2/3K:体形系数
.
28
2,异速增大方程具有经验性
借助于经验来考虑体积、时间和动力 学参数之间的关系
3,异速增大方程对预测解剖和重量功能 的参数结果较理想,但不能预测蛋白结合 及代谢转化过程的参数
C F0 X (ek(tta)e ) ka(tt0) V(kka)
.
4
3．静脉滴注药物代谢动力学
假定静脉滴注给药速率为k0, 得到体内药量的速率方程
dX dt k0 kX
解方程
C k0 (1ekt) kV
血药浓度-时间曲线方程
当时间t 趋于无穷大时
C ss
k0 kV
.
5
定义任意时间血药浓度与稳态浓度比为fss, 即：
Ct=A e- a t + B e- b t
计算药代动力学参数的程序
PCNONLIN, 3P87, 3P97, PK-BP-NI等
.
8
a bk10k21 abk21k12k10
A X0(ak21) VC(ab)
B X0(k21b) VC(ab)
V c
X0 A B
.
9
第2节 统计矩理论为基础的非房室模型
F(B)＝aBb F(B)：有关解剖生理学参数
B：体重
lg F(B)对lgB做直线回归 a：体形变异系数
斜率为b
b：体形变异指数 常数
药物间的主要差别在于a
多数组织重量的b约等于1
与机体功能有关的b在0.65. -0.8之间（GFR，耗氧量25等）
帕尼培南（碳青霉. 烯类抗生素）
26
氨替比林
内 在 清 除 率
f ss
C C ss
从而可以计算血药浓度达到稳态浓度的某一分数fss所需要的时间长短。
假定该时间相当于nt1/2，由3-19式得到： n ln(1 fss)
静脉滴注给药存在下列特征：
0.693
1) 按恒速滴注给药， 血药浓度随时间递增，当时间趋
无穷大时， 血药浓度达稳态。对于同一药物，稳态浓度
大小取决于滴注速率。
MAT：平均吸收时间 MAT＝1/Ka
3.短时间静脉滴注给药
MRTMRivTT2
T为滴注时间
.
13
三、稳态表观分布容积
Vss可在药物单剂量静注后通过清除率与平均驻留时 间积进行计算
VssC•lMRTA Xi.U v. •C MRT
k Cl V ss