第二章-药物代谢动力学
第2章 药物代谢动力学

药量---时间关系
血药浓度 A(给药量)可代替C
时
n=1:一级动力学
间
n=0:零级动力学
正值:表示吸收动力学 负值:表示消除动力学
一级消除动力学(first-order elimination kinetics
----体内药量以恒定的百分率进行消除(恒比消除() 掌握)
一级消除动力学特点
----线性动力学(掌握)
pH=7
pH=4
总量 A + H+HA
100001 105
1
HAH+ + A 总量
1
102 101
10pH-pKa =
[ A ] [HA]
= 107-2 = 105
10pH-pKa =
[ A ] [HA]
= 104-2 = 102
问题
某人过量服用苯巴比妥(酸 性药)中毒,有何办法加速 脑内药物排至外周,并从尿 内排出?
F、Vd、 T1/2、 CL
(掌握) 简单扩散
(掌握)
首关消除 药酶诱导/抑制 尿液PH对药物排泄影响
(掌握)
一级消除动力学 零级消除动力学
Css 、F、Vd、 T1/2、 CL
被动转运 药物跨膜转运方式
滤过 水溶性扩散
简单扩散 脂溶性扩散
载
易化扩散
体 扩
主动转运
膜
散
动
转
运
1.滤过(Filtration) --水溶性扩散(了解)
3.易化扩散 (Facilitated diffusion; Carrier-mediated diffusion) (了解
)
▲有载体协助的顺差转运,有饱和、竟争现象。
第二章 药物代谢动力学

4)D类(危险):临床有资料表明对胎儿有危害 ,但治疗孕妇疾病的疗效肯定,又无代替药物 ,权衡利弊后再应用。如抗惊厥药苯妥英钠,链 霉素等。 5)X类(高度危险):证实对胎儿有危害,禁用
第二章
选药原则: 有A不选B类,X绝对禁选;选AB不选CD, 无药替代才选CD.
三、代谢(生物转化)
定义: 药物 代谢产物
1.4-3.4
=
[ A- ]
[HA]
= 10 -2 =1/100
血浆中:10 7.4-3.4 =
[ A- ]
[HA]
= 10 4 = 10000/1
酸酸少易;酸碱多难
第二章
• 某弱酸性药物的pKa是3.4,该药物在血浆( 血浆pH=7.4)中的解离百分率约为( ) • A.1% • B.10% • C.90% • D.99% • E.99. 99%
二、影响药物通过细胞膜的因素
第二章
(二)药物的浓度差、膜通透性、面积厚度
(三)血流量——影响膜两侧药物浓度差 (四)细胞膜转运蛋白的量和功能
分子量小,脂溶性高,解离度小的药物易转运
第二节 药物的体内过程
一、吸收:
定义:给药部位 影响因素 血液循环
第二章
1. 给药途径 2. 理化性质
3. 吸收环境
dC/dt = - keC
恒量消除 零级消除动力学 (Zero order elimination kinetics) 非线性动力学消除 n=0 dC/dt = - ke
第二章
血 药 浓 度 半 对 数 血 药 浓 度
零级 一级
零级
一级
时间
时间
浓度越大,消除速度越快 浓度越小,消除速度越慢
一、一级消除动力学
药理学-第二章-药物代谢动力学

• 如Na+-K+-ATPase,也称钠钾泵( sodium pump):是存在于细胞膜(小 肠上皮细胞和肾小管上皮细胞基底侧膜 )上的一种具有ATP酶活性的特殊蛋白质 ,可被细胞膜内的Na+增加或细胞外K+ 的增加所激活,分解ATP释放能量,进行 Na+ 、K+逆浓度和电位梯度的转运。
作为驱动力的离子和被转运物质按同一方向转
运者称为协同转运;按相反方向转运者称为交
换转运或逆转运、对向转运。如Na+-H+交换 泵。
3、膜动转运
极少数药物还可通过膜的运动促使大分子物 质转运。膜动转运包括: 胞饮:通过生物膜的内陷形成小胞吞噬而进入 细胞内的胞饮。 胞吐:某些药物通过胞裂外排或出胞,从细胞 内转运到胞外,即胞吐。
受体介导入胞则是通过被转运物质与膜受体特异结 合,二者一同凹入细胞内,再分离,细胞膜与受体 均可以重复使用。通过这种方式入胞的物质很多, 包括胰岛素及一些多肽类激素、内皮生长因子、神 经生长因子、低密度脂蛋白颗粒、结合了铁离子的 运铁蛋白、结合了维生素的运输蛋白质、抗体及一 些细菌等。它与一般的入胞比较,速度快,特异性 高。
需特异性载体。
如体内葡萄糖和一些离子(Na+、K+、 Ca2+等)的吸收。
顺浓度梯度,不耗能,不能逆浓度梯度 转运。
2、主动转运(active transport):
药物从低浓度一侧跨膜向高浓度一 侧的转运,又称逆流转运、上山运动。
主动转运的特点: (1)药物逆浓度差转运 (2)耗能 (3)需要载体 (4)有饱和现象及竞争性抑制
第二章 药物代谢动力学

第二章药物代谢动力学基本要求重点难点讲授学时内容提要1 基本要求[TOP]1.1 掌握膜两侧pH对药物跨膜转运的影响及其有关运算;掌握首过消除、生物利用度、表观分布容积的药理学意义和计算公式;掌握肝药酶的特性、肝药酶诱导剂、肝药酶抑制剂及其对药物作用的影响;掌握肾小管重吸收和肝肠循环的药理学意义及两者对药物作用的影响;掌握药物消除及消除速率的基本概念,熟悉典型的量效曲线、房室模型、多次定时定量重复给药的动力学及其计算;掌握药物的消除速率常数(K)、半衰期(t1/2)、消除率(Cl)、稳态血浓(Css)等的药理学意义及其表达公式。
1.2 熟悉药物的吸收、分布的概念及其影响因素;熟悉一级动力学消除及零级动力学消除和应用。
1.3 了解药物跨膜转运的主要形式和特点;了解药物体内生物转化(代谢)的概念及主要方式;了解药物排泄的概念和排泄的主要途径。
2 重点难点[TOP]2.1 重点1.药物的跨膜转运:被动转运和主动转运(重点阐明单纯扩散的理论和实际意义)。
2.吸收、分布、生物转化与排泄及其影响因素。
3.基本参数及概念:生物利用度、血药峰值浓度、血浆半衰期、•表观分布容积、清除率和房室概念。
肝药酶诱导剂及抑制剂,首过消除等基本概念。
4.药物消除动力学:零级动力学、一级动力学与药物半衰期(t1/2)•的理论与实际意义。
连续多次给药的血药浓度变化:经5个t1/2血药浓度达稳态坪值;首次负荷剂量。
2.2 难点1.药代动力学数据的意义和应用2.如何应用这些参数优化治疗方案和个体Wq21270;用药3 讲授学时[TOP]建议3学时4 内容提要[TOP]第一节第二节第三节第四节第五节第六节第七节药物代谢动力学第一节药物分子的跨膜转运[TOP]一、药物通过细胞膜的方式药物分子通过细胞膜的方式有滤过(水溶性扩散)、简单扩散(脂溶性扩散)和载体转运(包括主动转运和易化扩散)。
(一)滤过(filtration)(二)简单扩散(simple diffusion)绝大多数药物按此种方式通过生物膜。
药物代谢动力学

第二章药物代谢动力学药物代谢动力学(药动学):指药物的体内过程,研究药物的吸收、分布、代谢和排泄,血药浓度随时间而变化的规律。
常用数学公式和图解表示。
第一节药物分子的跨膜转运药物的吸收、分布、排泄需要通过各种生物膜。
生物膜基本结构:液态脂质双分子结构脂溶性物质容易通过功能蛋白质(载体、酶、受体)膜孔转运小分子物质转运方式1.被动转运:不耗能,顺浓度差(高→低)转运。
(1)简单扩散:称脂溶性扩散,高浓度→低浓度,转运数度取决膜二侧浓度差、脂溶性、极性、分子量。
药物属弱酸、弱减性,以离子、非离子型存在,非离子型易转运,解离程度取决药物的pK a(解离常数的负对数),并受pH的影响。
弱酸性药物:解离方程式HA ===H+ +A- Ka(解离常数) =〔H+〕〔A-〕/〔HA〕(两侧取负对数)-logKa = - log〔H+〕-- log〔A-〕/〔HA〕pKa = pH - log〔A-〕/〔HA〕(以指数表示)10 pH - pKa = A-(离子型)/HA(非离子型)当pH = pKa(100 = 1),解离型 = 非解离型既pKa = 药物解离一半时的pH值。
药物的pKa是不变的,pH的变化明显影响药物的解离。
苯巴比妥(弱酸性),pKa = 7.4,在胃中的吸收。
血浆(pH = 7.4) 胃粘膜胃液(pH = 1.4)HA HA‖‖A- A-+ +H++结论:弱酸性药物在酸性环境中,解离少,易吸收;″″″在碱性″,″多,难吸收;弱碱性药物在酸性环境中,解离多,难吸收;″″″在碱性″,″少,易吸收;2.主动转运:通过细胞膜上的载体,逆浓度差转运,耗能,可发生竞争性抑制(丙磺舒抑制青霉素的排泄)。
第二节药物的体内过程一、吸收吸收:药物经给药部位进入血循环。
1.胃肠道给药口服:经胃肠道粘膜,主要由小肠被动吸收。
(1)胃内pH = 0.9--1.5;小肠内5--8,多数药物都可吸收。
(2)小肠比胃吸收面积大;小肠血流丰富蠕动较快。
第二章 药物代谢动力学

A
14
当药物pKa不变时,改变溶液的pH,可 明显影响药物的解离度,从而影响药物 的跨膜转运。
归纳:弱酸性药物在酸性环境中,解离 少,吸收多,排泄少;而在碱性环境中, 解离多,吸收少,排泄多。
A
15
归纳为:“酸酸少易,酸碱多难”。
解释为:“酸酸少易”-弱酸性药物在 酸性体液中解离少,容易透过细胞膜; “酸碱多难”- 弱酸性药物在碱性体液 中解离多,则很难透过细胞膜。
C.机械门控通道——受膜两侧的机械力学因 素变化来控制开闭的通道。
A
22
电 压 门 控 通 道
A
23
化学门控通道
(配体门控通道)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A
24
机 械 门 控 通 道
A
25
2、主动转运(active transport):
药物从低浓度一侧跨膜向高浓度一 侧的转运,又称逆流转运、上山运动。
主动转运的特点: (1)药物逆浓度差转运 (2)耗能 (3)需要载体 (4)有饱和现象及竞争性抑制
从细胞内转运到胞外,即胞吐。
A
33
A
34
A
35
受体介导入胞则是通过被转运物质与膜 受体特异结合,二者一同凹入细胞内, 再分离,细胞膜与受体均可以重复使用。 通过这种方式入胞的物质很多,包括胰 岛素及一些多肽类激素、内皮生长因子、 神经生长因子、低密度脂蛋白颗粒、结 合了铁离子的运铁蛋白、结合了维生素 的运输蛋白质、抗体及一些细菌等。它 与一般的入胞比较,速度快,特异性高。
A
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二、药物的吸收及给药途径
药物的吸收:药物自给药部位进入血液循 环的过程。 静脉注射和静脉滴注直接进入血液,没有 吸收过程。 吸收速率和程度受药物的理化性质、剂型、 吸收部位的血流量、给药途径等因素影响。
药理学第2章 药物代谢药动学

(三)生物利用度(F)
生物利用度是指血管外给药时,药物吸收进入血液 循环的相对数量。生物利用度也是评价药物制剂质 量的一个十分重要的指标。通常用吸收百分率表示。
二、药物消除类型
1.一级消除动力学又称恒比消除,即单位时间内, 药物总是按血药浓度的恒定比例进行消除,其消除 速率总是与血药浓度成正比。大多数药物的消除都 属于一级动力学消除。而且药物吸收、分布中的被 动转运,也是按照一级动力学方式进行的。
特点: 1.单位时间内实际消除的药量于血中药物浓度成正比,消 除量不恒定。 2.药物消除半衰期恒定,t1/2=0.693/ke,消除速率不变。 3.为曲线消除,纵坐标取对数为线性消除。 4.大多数药物。
(三)其他途径:通过唾液、乳汁、汗液、泪液等 排泄。乳汁pH略低于血浆,碱性药物(吗啡、阿 托品)可较多自乳汁排泄,应注意。
第六节
药物代谢动力学的基本概念
一、时间-药物浓度曲线
定义:以药物浓度(C)为纵坐标,以时间(t)为横 坐标绘出曲线图,称为时间-药物浓度曲线,简称时浓 曲线或时量曲线。
三个时程: 潜伏期 持续期 残效期 2个水平: 中毒及有效 2个点: 起效和峰值
相对F 是评价厂家产品质量的重要标准之一。一 般药典上都规定药厂生产的制剂,生物利用度的差距 不应超过±10%。
生物利用度的意义: ①从机体方面而言,剂量、剂型甚至制剂都完全相 同的药物,因为在不同生理或病理条件下应用,也 可引起生物利用度的改变如空腹和饱食后给药,或 肝、肾功能不全时给药,均可因生物利用度的改变, 而使时间-药物浓度曲线发生改变。 ②从制剂方面而言,剂量和剂型相同的药物,如果 厂家的制剂工艺不同,甚至同一药厂生产的同一制 剂的药物,仅因批号不同,都可以使药物的晶型、 颗粒大小或其他物理特性,以及药物的生产质量控 制等发生改变,从而影响药物的崩解和溶解度,使 药物的生物利用度发生明显的改变。
药理学 第2章 药物代谢动力学

等量等间隔多次给药血中积累药物总药量
t1/2数
给药后的
经过半衰期药量
1
100% A0
50% A0
2
150% A0
75% A0
3
175% A0
87.5% A0
4
187.5% A0
93.8% A0
5
193.8% A0
96.9% A0
6
196.9% A0
98.4% A0
7
198.4% A0
99.2% A0
常用药动学参数
1.. 血浆半衰期:
Half-life (in Conc.-Time Curve)
是临床用药间隔的依据
Half-Life The amount of time required to rid the body of half of the initial concentration of the drug.
三、药物的分布:
影响药物分布的因素: 1.药物与血浆蛋白结合; 2.局部器官的血流量; 3.体液pH; 4.组织亲和力; 5.体内屏障,包括血脑屏障和胎盘屏障。
血浆蛋白结合(Plasma protein binding)
D+P
DPc
可逆性(Reversible equilibrium) 可饱和性(Saturable)
血脑屏障
(Blood-brain barrier, BBB)
由毛细血管 壁和N胶质细 胞构成
Blood Brain Barrier
四、生物转化 (transformation / metabolism)
又称为药物代谢,是药物在体内发生的 化学变化,药物经转化后成为极性高的 水溶性代谢物而利于排出体外。
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10pH-pKa=
[离子型] [非离子型]
101.4-3.4=
[离子型] [非离子型]
1 100
=
[离子型] [非离子型]
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10pHpKa=
[离子型] [非离子型]
107.4-3.4=
[离子型] [非离子型]
10000 1
=
[离子型] [非离子型]
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简单扩散
易化扩散 (通道)
易化扩散 (载体)
• 是跨膜转运蛋白,药物载体的一种。分为:
– 摄取性转运体:促进吸收,如小肠的寡肽转运体 – 外排性转运体:排出药物,限制吸收,如P-gp(p-
糖蛋白)
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二、药物的吸收及给药途径
吸收 Absorption 定义:药物由给药部位进入血液循环的过程 影响因素:
• 药物理化性质, • 给药途径, • 剂型, • 吸收部位的血流量等
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四、 药物的代谢
• 定义:药物在体内发生化学结构的改变, 也称生物转化
• 发生部位:肝脏,小肠,肾,肺等
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1. 代谢的方式与步骤
• I相反应
– 氧化 – 还原 – 水解
• II相反应
– 结合:葡萄糖醛酸结合,硫酸结合,乙酰化,甲基化, 谷胱甘肽结合。。。
• 结果:活化 or 失活
[H+] [A-] Ka = [HA]
[A-] pKa = pH log [HA]
[A-] 10pH-pKa = [HA]
当pH = pKa时, [HA] = [A-]
pKa 即弱酸性或弱碱性药物在50% 解离时的溶液pH值。
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8
• 例:丙磺舒的pKa=3.4
胃液pH=1.4
血液pH=7.4
• (一)药动学模型
✓ 开放性一室模型 ✓ 开放性二室模型
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(二)消除速率过程
1. 一级动力学过程,又称一级速率过程
– 药物的体内过程 – 药物在体内随时间变化的速率过程
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3
第一节 药物的体内过程
• 药物从进入机体至离开机体,可分为四个 过程:
– 吸收 Absorption – 分布 Distribution – 代谢 Metabolism – 排泄 Excretion
简称ADME过程
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丙磺舒
弱碱性药物
吗啡 哌替啶 氨苯蝶啶 多巴胺
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胆汁消除
• 某些药物经肝脏转化为 极性较强的水溶性代谢 产物,也可自胆汁消除。 – 肝肠循环:经门静脉、 肝脏重新进入体循环 的反复循环过程称为 肝肠循环。
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29
第二节 药物的速率过程
2020/6/9
30
一、药动学基本原理
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22
2. 代谢部位及其催化酶
• 代谢部位:肝(主要) • 酶:
– 专一性酶:胆碱酯酶,单胺氧化酶 – 非专一性酶:肝脏微粒体细胞色素P450系统,
(细胞色素P450,CYP)
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CYP的特点
⑴ 选择性低
⑵ 变异性较大
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3. 代谢的影响因素
• 遗传因素 • 环境因素:酶的诱导与抑制 • 生理因素与营养状态 • 病理因素
外
内
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2. 主动转运
• 定义:药物从低浓度一侧跨膜向高浓度一 侧的转运
• 特点:
– 消耗能量 – 需要载体 – 有饱和现象 – 有竞争性抑制现象
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11
3. 膜动转运
• 1.胞饮(pinocytosis) • 2.胞吐(exocytosis)
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12
(二)药物转运体(主动转运)
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影响分布的因素
1 与血浆蛋白结合
2 细胞膜屏障
血脑屏障(blood brain barrier) 胎盘屏障(placental barrier) 血眼屏障(blood eye barrier)
3 其他
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与血浆蛋白的结合
• 白蛋白、α1-酸性糖蛋白、脂蛋白等。
第二章 药物代谢动力学
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1
学习要求
1. 掌握药物代谢动力学、吸收、分布、代谢、 排泄及各药物代谢动力学参数的概念。掌 握一级动力学、零级动力学的特点。
2. 熟悉药物主动转运和被动转运的特点、熟 悉血浆蛋白结合的临床意义。
3. 了解房室模型的概念及米-曼式速率过程
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2
• 药物代谢动力学(pharmacokinetics)简称药 代动力学,药动学,是研究药物在体内变 化规律的一门学科。
游离型
动态平衡
(free drug)
结合型
临床意义?
✓饱和性
(bound drug) ✓竞争抑制
✓疾病的影响
发挥药理作用 跨膜转运 代谢排泄
暂时的贮库
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血脑屏障
• 定义:是指血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与 脑细胞外液间的屏障和由脉络丛形成的血浆与脑 脊液间的屏障
2020/6/9
2020/6/9
25
五、药物的消除
• 定义:药物及其代谢物通过消除器官被排 出体外的过程。
• 消除器官:
– 肾脏(主要),等
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肾消除
肾小球滤过 肾小管分泌
肾小管重吸收
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竞争分泌系统
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一些由肾小管主动分泌排泄的 弱酸性药物和弱碱性药物
弱酸性药物
阿司匹林 头孢噻啶 呋塞米 青霉素 噻嗪类利尿药
4
一、药物的跨膜转运及转运体 (一)药物的转运方式
被动转运
简单扩散 易化扩散
转运方式
主动转运 原发性主动转运 继发性主动转运
膜动转运 胞饮 胞吐
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5
Байду номын сангаас
1. 被动转运
• 定义:药物借助细胞膜两侧存在的药物浓度梯度 或电位差,从高浓度向低浓度侧扩散。
• 特点:顺浓度差、不消耗能量 • 分类:
载体 饱和现象
(1)简单扩散 不需要
无
(2)异化扩散 需要
有
竞争性 无 有
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6
影响简单扩散的因素
• 浓度差
• 脂溶性
生
脂溶扩散
• 解离度:离子障的概念
物
• pH值
水溶扩散
膜
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7
弱酸或弱碱药物的解离
Handerson-Hasselbalch公式
以弱酸药物为例
HA Ka
H+ + A-
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药物的理化性质
a) 脂溶性 b) 解离度 c) 分子量
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15
给药途径
首过效应
(含义?)
吸入>腹腔注射 >舌下>肌注>皮下>口服>直肠 给药>皮肤给药
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16
三、药物的分布及药物与血浆蛋白结合
药物的分布 Distribution
• 定义:药物吸收后随血液循环到达各组织 器官的过程。