药物代谢酶
药物代谢酶特点
药物代谢酶特点
药物代谢酶的特点主要有以下几点：
1. 选择性低：一种酶能催化多种药物。
2. 变异性较大：常常受遗传、年龄、机体状态或疾病的影响而产生明显的个体差异，导致对药物的代谢速率不同。
3. 酶活性可受某些药物的影响而出现增强或减弱现象。
药物代谢过程由一系列酶促反应来完成，参与的酶有两大类：微粒体酶和非微粒体酶。
微粒体酶主要存在于肝脏、肺、肾、小肠、胎盘、皮肤等部位也有一存在，以肝脏微粒体酶活性最高，主要是催化药物等外源性物质的代谢，所以又称药物代谢酶，简称药酶。
如需更多药物代谢酶的相关信息，建议咨询专业的药学家获取。
药物代谢酶的诱导与抑制
根据催化反应类型和底物特异性，药物代谢酶可分为氧化酶、还原酶、水解酶和转移酶等几大类。其中，细胞 色素P450酶系（Cytochrome P450，CYP450）是药物代谢中最重要的氧化酶之一。
药物代谢酶在药物代谢中的作用
药物活化
某些药物本身无活性或活性较低，需要经过 代谢酶的活化作用，转化为具有药理活性的 代谢产物。
相互作用在药物研发中的考虑
药物设计优化
通过改变药物结构，降低其与诱导剂或抑制剂的相互 作用潜力。
临床试验策略
在临床试验中评估药物与潜在诱导剂或抑制剂的相互 作用，确保用药安全。
个体化治疗
根据患者基因型、合并用药等情况，制定个体化用药 方案，减少不良相互作用的发生。
05
药物代谢酶诱导与抑制的临床意义
药物代谢酶的诱导与抑制
演讲人： 日期：
目录
• 药物代谢酶概述 • 药物代谢酶的诱导 • 药物代谢酶的抑制 • 药物代谢酶诱导与抑制的相互作用 • 药物代谢酶诱导与抑制的临床意义 • 研究展望与挑战
01
药物代谢酶概述
药物代谢酶的定义与分类
定义
药物代谢酶是一类能够催化药物生物转化的酶，广泛存在于人体各组织中，对药物的吸收、分布、代谢和排泄 等过程起着重要作用。
药物研发中安全性评价的提升
早期发现潜在风险
在药物研发阶段，通过对药物代谢酶的诱导和抑制情况进 行研究，可以早期发现潜在的安全性问题，避免后期临床 试验中出现严重不良反应。
优化药物设计
根据药物代谢酶的诱导和抑制情况，可以针对性地优化药 物设计，提高药物的安全性和有效性。
提高研发效率
通过对药物代谢酶的诱导和抑制情况进行深入研究，可以 更加准确地评估药物的安全性和有效性，提高药物研发的 效率和成功率。
药物代谢酶的鉴定与功能研究
药物代谢酶的鉴定与功能研究药物代谢酶是指参与药物在机体内代谢过程中的酶类。
药物代谢酶对于药物的吸收、分布、代谢和排泄起着重要的作用。
因此，对药物代谢酶的鉴定与功能研究具有重要的临床和药学意义。
一、药物代谢酶的鉴定药物代谢酶的鉴定可以通过多种实验方法进行。
其中，最常用的方法是体内和体外试验。
体内试验是通过给动物注射一定量的药物，然后观察尿液、血液或其他样本中药物的代谢产物。
这种方法可以判断药物代谢酶的类型和活性，但由于涉及动物实验，具有一定的局限性。
体外试验则是以体外培养细胞为平台进行的。
这种方法可以利用人类细胞系或动物细胞系，通过添加药物并观察细胞对药物的代谢反应，来鉴定药物代谢酶。
体外试验具有较高的可控性和重复性，成为目前最常用的鉴定方法。
二、药物代谢酶的功能研究药物代谢酶在机体内的功能研究可以从多个方面进行。
首先，可以研究药物代谢酶对于特定药物的代谢速率。
通过测定代谢酶的活性，可以判断机体对于某种药物的代谢快慢以及对于药物的清除能力。
这对于临床用药的个体化治疗非常重要。
其次，可以研究药物代谢酶对于药物的互作影响。
很多药物在经过代谢酶作用后会产生活性代谢物，或者与其他药物发生相互作用。
因此，研究药物代谢酶的功能可以揭示药物之间的相互作用机制，并提供指导合理用药的依据。
此外，药物代谢酶的研究还可以指导药物的合理开发和设计。
通过了解药物代谢酶的功能和特点，可以更好地进行药物分子的修饰和合成，提高药物的代谢稳定性和疗效。
三、药物代谢酶的临床应用药物代谢酶的鉴定和功能研究对于临床用药具有重要的指导意义。
首先，了解药物代谢酶的类型和活性可以指导合理用药。
有些患者由于药物代谢酶的个体差异，可能对某种药物的代谢较慢，容易出现药物积累和不良反应。
因此，通过鉴定药物代谢酶，可以实现个体化的用药治疗，提高治疗效果。
其次，药物代谢酶的研究可以帮助解释临床用药中的不良反应和药物相互作用。
一些药物由于受到代谢酶的作用会产生毒性代谢产物，导致不良反应的发生。
药物代谢酶的结构和功能
药物代谢酶的结构和功能药物代谢酶是一类对药物进行代谢的酶，主要存在于肝脏、肠道、肺、肾等内脏器官以及皮肤、骨骼肌等组织中。
药物代谢酶能够将药物分解成代谢产物，从而促进药物的排泄和降解，运用药物代谢酶的知识可以帮助了解药理学、药物安全性和药物相互作用等问题。
一、药物代谢酶的分类和结构药物代谢酶按照其作用特点和物理化学性质可以进行分类，主要分为ABC、SULT、UGT、ATPase、CYP、GST等几类。
其中，CYP酶是最具代表性的一类药物代谢酶，其结构为长条形，由蛋白质组成，分子量约为50-60kDa。
CYP酶在人体中有20多种不同的亚型，包括CYP1A2、CYP2C9、CYP2D6、CYP3A4等。
这些亚型之间的结构和功能上存在差异，导致其对药物的代谢速度、代谢产物及药效等不同。
二、药物代谢酶的功能药物代谢酶可以分解药物成为不同的化合物，从而促进药物的代谢和排泄。
其主要功能包括药物氧化、还原、水解、合成等。
例如，CYP酶主要参与药物的氧化反应，此类反应是药物代谢酶最重要和最复杂的功能之一。
CYP酶在药物加氧反应中的活性中心为铁血红蛋白中心（heme）和其周围的蛋白质环境。
当药物分子进入酶分子的活性中心区域时，药物分子中的某些基团与酶催化剂的氨基酸残基结合，从而形成药物代谢产物。
三、药物代谢酶的影响因素药物代谢酶除了自身结构和功能因素外，其代谢反应的速度和药效还受到一系列的影响因素，例如药物剂量、个体差异、年龄、性别、健康状况、药物相互作用等。
其中药物相互作用是最常见的一种影响方式，几乎所有药物都会对药物代谢酶的活性产生影响。
在使用多种药物时，一些药物可能会影响到其它药物代谢酶的活性，进而影响药物的代谢和降解，导致毒副作用和药效上的改变。
四、药物代谢酶与药物相互作用药物代谢酶有时也被称为药物的“敌人”，因为它们会影响药物代谢和药效，导致药物相互作用。
例如，经常使用杂环类抗抑郁药物Imipramine、Clomipramine等会抑制CYP2D6酶活性，而Co-administration这些抑制剂和苯环类抑郁药物ssri(如Fluoxetine、Paroxetine等)就会增加苯环类药物在体内的浓度，进而增加其肝毒性和心血管不良反应的风险。
药物代谢酶的研究进展与应用
药物代谢酶的研究进展与应用药物代谢酶是指在人体内参与药物代谢的各种酶类，它们在人体内通过化学反应将药物转化为其它化合物。
药物代谢酶的活性和数量的变化，可以影响药物的疗效、毒性等药理效应。
因此，药物代谢酶的研究和应用成为了药物研究的重要内容之一。
一、药物代谢酶的种类目前已经鉴定出的药物代谢酶有数百种，常见的包括细胞色素P450酶（CYP450酶）、尿苷一磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UGT）和葡萄糖醛酸酰转移酶（SULT）等。
这些酶在药物代谢中功能各异，具有不同的亚型和变异型。
二、药物代谢酶的研究进展近年来，随着基因测序、蛋白质组学和生物信息学技术的发展，药物代谢酶的研究得到了飞速发展。
在细胞色素P450酶家族中，已经鉴定出的亚型已经超过50个，其中最常见的亚型是CYP3A4、CYP2D6和CYP2C9等。
这些亚型在药物代谢过程中扮演着不同的角色，比如CYP3A4酶是最常见的药物代谢酶，负责代谢许多药物，如氯唑沙宗、西咪替丁等。
而CYP2D6酶则是代谢一些精神类药物、抗癌药物等。
相应地，这些药物代谢酶的功能、调控机制、药物互作等多方面的研究成为了当前的热点和难点。
三、药物代谢酶在临床应用中的意义药物代谢酶与临床疗效和不良反应密切相关。
我们可通过测定特定药物及其代谢产物的浓度，来评估客体药物在个体中排除和代谢的速度。
药物和代谢产物浓度越低，代谢速度越快；药物浓度越高，毒性和不良反应风险也越高。
它们的变异性和多态性可以影响药物在人体内的代谢和排泄，从而影响药物的疗效和不良反应。
例如，CYP2C19亚型亲和力较低的患者与使用铛平的患者相比，其药物浓度可能会增高，从而增加不良反应的风险。
因此，药物代谢酶的特异性及其与临床效果和不良反应之间的关系，成为临床合理用药的重要依据。
四、药物代谢酶及其在个体化用药中的应用药物代谢酶对药物的代谢和效果的影响使得个体化用药成为了现代医学发展的重点之一。
根据药物代谢酶的特异性，个体化用药可以通过检测某人口中的药物代谢酶基因型和表现型来协助实现针对个体治疗的目的，从而优化治疗效果和减少不良反应的风险。
药物代谢酶学
药物代谢酶学一、药物代谢酶学概述1.定义与作用药物代谢酶学是一门研究药物在生物体内经过化学转化过程的科学。
药物代谢酶是指在生物体内参与药物转化的一类酶，它们可以将药物转化为更具活性或无活性的代谢产物。
这种转化过程对药物的疗效、安全性和个体差异等方面具有重要影响。
2.分类与分布药物代谢酶可分为两大类：细胞色素P450酶系（CYP450）和非细胞色素P450酶系。
CYP450酶系包括CYP1、CYP2、CYP3和CYP4等亚家族，主要分布在肝脏、肠道和肾脏等组织。
非细胞色素P450酶系包括醇酸氧化酶、黄素单加氧酶和磺酸转移酶等，分布广泛。
二、药物代谢酶学的研究方法1.酶诱导与抑制研究药物代谢酶的方法之一是通过诱导或抑制酶活性来探讨药物代谢的机制。
如使用诱导剂增加酶活性，从而加速药物代谢；使用抑制剂降低酶活性，进而减缓药物代谢。
2.基因表达与调控基因表达与调控是研究药物代谢酶的另一途径。
通过观察基因表达水平的改变，可以了解药物对酶基因的调控作用，从而推测药物代谢的分子机制。
3.代谢产物分析代谢产物分析是研究药物代谢酶的重要手段。
通过检测药物及其代谢产物的浓度变化，可以了解药物在体内的转化过程及酶的活性。
三、药物代谢酶与药物相互作用1.药物代谢酶与药物剂量药物代谢酶对药物剂量具有重要影响。
酶活性越高，药物代谢速度越快，所需剂量相对较小；反之，酶活性较低时，药物代谢速度减慢，所需剂量增大。
2.药物代谢酶与药物毒性药物代谢酶参与药物毒性的产生和消除。
部分药物在代谢过程中产生具有毒性的代谢产物，如芳香族胺类药物的氮氧化物。
酶活性改变可能导致药物毒性增加或降低。
3.药物代谢酶与药物疗效药物代谢酶影响药物疗效。
酶活性较高时，药物代谢加快，疗效可能减弱；酶活性较低时，药物代谢减缓，疗效可能增强。
四、药物代谢酶与个体化治疗1.酶多态性酶多态性是指酶基因突变导致的酶活性差异。
不同个体可能存在不同酶多态性，从而影响药物代谢。
药物代谢酶的识别与鉴定
药物代谢酶的识别与鉴定药物代谢酶是指参与药物在机体内代谢转化的酶类，它们对药物的代谢过程具有重要的调控作用。
了解药物代谢酶的类型、功能与调控机制对于药物研发和合理用药具有重要意义。
本文将从药物代谢酶的分类、鉴定技术以及酶基因多态性的影响等方面展开论述。
一、药物代谢酶的分类根据其催化反应类型，药物代谢酶可分为两大类：相对较广谱的酶和相对较特异的酶。
1. 广谱酶：主要包括细胞色素P450（Cytochrome P450，CYP）和醇脱氢酶（Aldehyde Dehydrogenase，ADH）等。
细胞色素P450是一大家族的酶，能催化多种药物的代谢反应，特别是氧化、还原和羟基化等反应。
有些细胞色素P450同工酶还参与内源性物质的代谢，如17β-雌三醇和5α-二氢睾酮的代谢。
醇脱氢酶主要参与酒精、醛类药物等的代谢。
2. 特异酶：主要包括乙酰化酶（N-Acetyltransferase，NAT）、甲基转移酶（Methyltransferase）、酯酶（Esterase）等。
这些酶通常对一类或少数几类化合物具有高度专一性，参与药物的酸酐化、乙酰化、甲基化等代谢过程。
二、药物代谢酶的鉴定技术药物代谢酶的鉴定通常采用体外和体内两种方法。
1. 体外方法：以高通量实验技术为基础，如体外基因表达技术和体外代谢酶反应系统（recombinant enzyme systems）。
前者通过转染细胞系表达酶基因，研究其对不同底物的催化效能；后者通过体外合成大量纯化的酶，再与药物合成体外反应系统，模拟体内代谢反应，研究药物的代谢途径和反应动力学参数。
2. 体内方法：主要通过动物模型或人体试验进行。
动物模型包括小鼠、大鼠、猴子等，观察药物在体内的代谢过程和产物。
人体试验则指通过临床研究、个体差异评估和基因多态性的检测等手段，研究药物在人体内的代谢情况。
三、酶基因多态性与药物代谢酶基因多态性是指酶基因的不同等位基因在基因型及表型上的变异。
药物代谢酶与药物分解及毒性作用研究
药物代谢酶与药物分解及毒性作用研究药物代谢酶是指一类能够有效代谢体内外药物的酶，其中包括细胞色素P450（CYP），醇脱氢酶（ADH）、醛脱氢酶（ALDH）、甲醛脱氢酶（FDH）及酯酶等。
这些代谢酶在胃肠道、肝脏、肺和肾等组织中广泛存在，能够催化药物与内源性物质的化学转化，使得药物在体内被分解、排泄，从而维护体内稳态和生理功能。
药物的代谢与药物和毒物的作用方式有密切关系，药物的代谢过程会影响药物的有效性和毒性。
药物分解是指在体内的化学反应过程，包括生物转化和代谢。
药物在体内的生物转化通常是在酶的参与下发生，将药物代谢成更易排泄的代谢产物。
药物代谢的过程与药物的属性密切相关，包括分子大小、电荷和亲和力等。
药物分解途径主要分为两种类型，一种是通过肝脏的肝脏代谢酶代谢，另一种则是通过肝外转化器官进行代谢。
肝脏是人体代谢的中心，并且通过饮食进入体内的许多药物和毒物均在此进行代谢。
因此对药物代谢酶进行分析研究，对药物的疾病治疗和药物研发有着重要的意义。
药物的毒性则是指药物在体内发挥有害作用的能力。
药物毒性的表现形式多种多样，例如不良反应、毒性反应、药物过敏性反应等。
药物毒性的机制众多，但是其中以药物代谢酶的不良变异为主要因素之一。
药物代谢酶的不良变异分为两种类型：一种是药物代谢酶基因的不良变异，另一种则是外源性物质对药物代谢酶的影响。
药物代谢酶基因的不良变异会导致药物代谢酶的产生减少或者失活，从而使得药物代谢效率降低。
而外源性物质对药物代谢酶的影响则主要是一些致癌物、抗癌药物和抗生素对药物代谢酶的抑制作用。
这些药物通过与药物代谢酶结合，影响药物代谢酶的催化活性，从而影响药物在体内的代谢和毒性。
药物研发过程中，对药物代谢酶的研究十分重要。
现代药物的临床研究一般需要进行代谢酶的基因检测和表达检测。
通过这种方式，可以对药物代谢酶的表达情况进行评估和分析，进而确定药物剂量和用药方法，提高药物疗效和降低药物毒性。
另一方面，在药物的研发和审批过程中，需对药物代谢酶及其调节因子进行详细的研究。
药物代谢酶学
药物代谢酶学（最新版）目录1.药物代谢酶学的定义2.药物代谢酶的作用3.药物代谢酶的类型4.药物代谢酶的重要性5.药物代谢酶的应用正文药物代谢酶学是一门研究药物在生物体内经过酶催化转化的科学。
在这个过程中，药物被转化为更容易排出体外的形式，这个过程称为药物代谢。
药物代谢酶是催化这个过程的酶，它们存在于肝脏、肠道、肺和其他组织中。
药物代谢酶的作用是将药物分解或转化，使其更容易排出体外。
这个过程具有非常重要的意义，因为药物在体内积累可能会导致毒性反应。
药物代谢酶的作用速度和效率因个体差异而异，这也是为什么有些人对药物的反应不同于其他人的原因。
药物代谢酶主要分为两类：细胞色素 P450 酶系（CYP450 酶系）和非细胞色素 P450 酶系。
CYP450 酶系是最大的药物代谢酶家族，包括多种不同的酶，如 CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6 和 CYP3A4 等。
非细胞色素 P450 酶系包括一些其他类型的酶，如酰胺转移酶和葡萄糖醛酸转移酶等。
药物代谢酶的重要性体现在药物代谢对个体健康和药物疗效的影响上。
药物代谢酶的个体差异可能导致药物在体内的浓度过高或过低，从而影响药物的疗效或产生不良反应。
因此，了解药物代谢酶的类型和作用对个体化的药物治疗非常重要。
药物代谢酶的应用广泛，主要体现在药物研发、药物代谢研究和个体化治疗方面。
在药物研发过程中，了解药物代谢酶的作用可以帮助研究人员设计和筛选更安全和有效的药物。
在药物代谢研究中，可以通过测量药物代谢酶的活性来预测药物在体内的代谢速度和浓度。
在个体化治疗中，根据患者的药物代谢酶类型和活性，医生可以选择更适合患者的药物和剂量。
药物代谢酶与药物相互作用研究
药物代谢酶与药物相互作用研究药物代谢酶是介导药物在体内代谢的酶类，其活性水平的变化可以影响药物的疗效和毒性。
这一属性使其成为评估药物相互作用的一个关键因素。
本文将围绕药物代谢酶及其与药物相互作用的研究展开。
第一部分：药物代谢酶的分类一、细胞色素P450酶细胞色素P450酶是最常见的一类药物代谢酶，可代谢90%以上的药物。
人体内有许多不同的细胞色素P450亚种，例如CYP1A2、CYP2C9、CYP2D6、CYP3A4等。
它们的差异性使得某些药物代谢快速而另一些代谢缓慢。
二、醛脱酶醛脱酶代谢醛和酮。
其中最重要的亚种是ALDH2，醛脱酶的缺陷与一些疾病和药物副作用有关。
三、酯酶和酰胺酶这两种酶促进酯和酰胺的加水解离。
最常见的酯酶是CES1和CES2。
总体来看，药物代谢酶特别是细胞色素P450酶对药物代谢影响最大，因此，本文重点关注细胞色素P450酶。
第二部分：药物代谢酶的作用机制细胞色素P450酶通过氧化药物分子中的化学官能团来催化药物的代谢反应。
细胞色素P450酶的途径包括氧化、脱氢、脱甲基等反应。
药物代谢的产物可以是活性的（如毒性代谢产物）或不活性的（如水溶性代谢产物），也可以是相互竞争的代谢产物。
第三部分：药物代谢酶与药物相互作用的形式药物代谢酶（特别是细胞色素P450酶）与药物之间的相互作用可以表现为以下两类：一、抑制药物代谢酶抑制药物代谢酶是指药物干扰药物代谢酶的活性，导致无法代谢并清除体内的某些药物。
这种代谢酶的抑制是许多药物相互作用的原因之一。
二、诱导药物代谢酶诱导药物代谢酶是指药物可以增加药物代谢酶的活性，促进药物代谢并加速药物消除的速率。
因此，在一定程度上可以减少药物的毒性和维持疗效。
不同药物代谢酶亚种在药物代谢中的比重以及某些药物在药物代谢酶中的选择性影响其与其他药物之间的相互作用。
第四部分：药物代谢酶与药物相互作用的影响药物代谢酶与药物相互作用的影响包括两个方面：药物疗效和药物毒性。
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药物代谢的计算机模拟 (Modeling of Drug Metabolism)药物从体内消除(elimination)主要有两种方式，即代谢(metabolism)和排泄(excretion)。
代谢是大部分药物从体内消除的主要方式。
药物的代谢反应大致可以分为氧化(oxidation)、还原(reduction)、水解(hydrolysis)和结合(conjugation)四种类型，氧化、还原和水解为Ⅰ相代谢，结合反应为Ⅱ相代谢。
有些药物可以同时通过几种反应类型进行代谢。
肝脏代谢(Hepatic Metabolism)肝脏是药物的主要清除器官，肝脏清除分成肝脏代谢和胆汁排泄两种方式（图1）。
肝脏富含药物Ⅰ相代谢和Ⅱ相代谢所需的各种酶，其中以P450酶最为重要。
P450酶是由多种类型的P450酶所组成的一个大家族，根据氨基酸的排序的雷同性，P450酶可以分为不同几个大类，每个大类又可以细分成几个小类。
在人体中重要的P450酶有CYP1A2、CYP2A6、CYP2B6、CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP2E1、CYP3A4和CYP3A5（图2）。
P450酶存在有明显的种属差异，药物在动物和人体内的代谢途径和代谢产物可能是不同的。
多态性(polymorphisms)是P450酶的一个重要特征，是导致药物反应的个体差异的一个重要原因。
所谓的多态性，是指同一种属的不同个体间某一P450酶的量存在较大的差异。
量高的个体代谢速度就快，称为快代谢型(extensive metabolizer)；量低的个体代谢速度就慢，称为慢代谢型(poor metabolizer)。
人体内许多P450酶表现出多态性，其中以CYP2D6和CYP2C19的多态性最为典型。
另外，P450酶具有可诱导和可抑制性。
也就是说，P450酶的量和活性会受到药物（或其他外源物）的影响，可能会影响药物本身的代谢，并可能会引起代谢性药物相互作用。
肠壁代谢(Intestinal Metabolism, Gut Metabolism)近年来研究发现许多药物在小肠吸收后通过肠壁时被代谢，从而导致药物的生物利用度降低，这种肠道的首关效应已引起相当重视。
肠道内壁的上皮细胞从绒毛(villi)的低端移动到顶端后脱落，这个过程中上皮细胞逐渐成熟，整个过程大约需要两三天时间（图3）。
肠壁中药物代谢酶主要分布于成熟的上皮细胞内，其中绒毛尖端活性最强。
目前已经在肠壁中发现许多种类的代谢酶，如CYP26、CYP2C9、CYP2C19、CYP3A4、CYP3A5等, 其中以CYP3A4的含量最高(ref1)。
许多临床常用的药物为CYP3A的底物，可以在肠壁内代谢。
肠壁代谢是造成许多药物口服生物利用度偏低的重要原因之一。
代谢模型(Modeling & Simulation)常见的体外代谢试验采用肝细胞(hepatocytes)、肝切片(liver slices)、肝微粒体(liver microsomes)和组合酶(recombinant enzymes)。
这些酶的系统各有其优点和缺点，比如说肝细胞具有完整的细胞结构，比其他系统更能代表体内的代谢，但是新鲜的肝细胞往往比较难得到；组合酶比较容易得到和保存，但是不同批的酶的含量和活性往往会不同，得到的代谢数据不一定能反映体内的代谢。
应用体外代谢数据及代谢模型，可以模拟和预测药物的肝脏代谢和肠壁代谢。
使用外推法可将体外代谢数据转换成肝的内在清除率(intrinsic clearance)（图4）。
代谢模型如well-stirred model (ref2)可将内在清除率转换成清除率。
所谓的well-stirred model，是把肝作为一个房室，即假设药物在肝脏内是均匀分布的。
文献中有其他代谢模型的报道，如parallel-tube model，dispersion model等。
相比之下，well-stirred model简单而实用。
在计算过程中，应当注意血液-血浆之间的转换。
通常情况下文献报道的清除率为血浆清除率。
其中涉及到一个重要的参数，即血液-血浆浓度比(blood-to-plasma concentration ratio)。
非线性代谢(Nonlinear Metabolism)通常情况下药物的消除速率是恒定的，但有时候药物的剂量会影响其消除速率，也就是说，药物的消除速率呈现剂量依赖性(dose-dependent)，也可以说是浓度依赖性(concentration-dependent)。
许多因素可以导致非线性代谢(nonlinear metabolism)，如机理性抑制、酶的诱导、酶的饱和性。
机理性抑制和酶的诱导下药物的消除速率还会呈现时间依赖性(time-dependent)，在药物相互作用中有详细介绍。
在这里我们主要介绍由酶的饱和性所引起的非线性代谢。
酶促反应速率可以用米氏方程(Michaelis-Menten equation)来描述：V=VmaxCu/(Km+Cu)，其中Vmax代表酶促反应最大速率，Km代表相应的米氏常数(Michaelis constant)，Cu代表酶部位游离药物浓度。
当Cu<<Km时，代谢速率就会恒定；当Cu和Km差不多或者Cu>Km时，代谢速率就会下降并受到药物浓度的影响，这就是由酶的饱和性所引起的非线性代谢。
这种情况下，应用微分方程可以描述药物非线性代谢的动态过程：d(Cut)/dt=-VmaxCut/(Km+Cut)，这里Cut 代表在时间t的酶部位游离药物浓度。
药物排泄的计算机模拟(Modeling of Drug Excretion)药物排泄(excretion)是指药物不经任何代谢而直接以原型随粪便和尿液排出体外的过程。
肾脏是许多药物及代谢物从体内清除的重要排泄器官。
肾脏排泄涉及三个过程：肾小球的滤过(glomerular filtration)、肾小管主动分泌(active secretion)、肾小管重吸收(reabsorption) 。
通过对药物或其代谢物在尿样中的浓度随时间变化的过程的分析，我们往往可以得到许多药动学方面的信息。
肾脏清除率(renal clearance)会受到血浆结合率、尿量及尿液pH值的影响，但是通常情况下我们在分析尿浓度时假设肾脏清除率是恒定的。
一些药物到达肾小管后，被肾小管重吸收。
肾小管的重吸收分成主动过程和被动过程两种类型，其中主动重吸收主要发生在近曲小管，被动重吸收受药物的脂溶性和解离度的影响。
尿液pH影响药物的解离度，进而影响药物重吸收。
碱化尿液使酸性药物在尿中离子化，酸化尿液使碱性药物在尿中离子化，可以阻止药物重吸收，从而加速药物排泄。
例如,碱化尿液可促进酸性药物苯巴比妥的排泄，而酸化尿液则可加速碱性药物甲基苯丙胺从尿中排泄。
胆汁排泄是药物的另一个重要的排泄途径。
一些药物经胆汁排泄至十二指肠后，在肠道内被重吸收，称为肝肠循环(enterohepatic cycle)。
肝肠循环会导致药物的体内停留时间延长，有时候会导致血药浓度出现双峰或多峰现象。
口服药物的未吸收部分，或者是药物经胆汁排泄到肠道内后未能被重吸收的部分会随粪便排出体外，即所谓的粪排泄。
此外，药物也可进入乳汁、唾液和泪液中，这些途径排泄的量往往是有限的。
尽管乳汁排泄是不太重要的药物清除途径，乳汁中的药物可能会影响母乳喂养的婴儿。
目前基本上没由关于药物排泄的模拟和预测的文献报道。
主要原因是因为大部分药物主要是通过代谢的方式从体内消除的，所以研究的重点放在了药物代谢上面。
只有一小部分药物主要通过肾脏排泄的方式进行消除，通常认为可以等到在动物上进行药物动力学试验时估计肾脏排泄的重要性。
理论上可以通过药物的物化性质（如分子量、脂溶性、pKa等）预测药物的排泄，然而定量预测会有一定的难度。
肾小球及肾排泄过程Drug Distribution)药物分布是指药物从机体的一个部位转移到另一个部位的可逆过程。
药物进入血液后，随血液分布到机体各组织中，在靶组织发挥药效作用。
药物的分布受生理因素和药物的理化性质的影响，包括组织血流速率、生理性屏障、药物的脂溶性、药物与血浆蛋白结合等。
分布容积(volume of distribution)是药物动力学的一个重要参数，因其和清除率决定药物的半衰期(half-life)。
同时，药物的分布影响药物在机体各组织的浓度，对药效和毒性起到关键作用，从而将药动学和药效学及毒理学联系起来。
传统的方法中，药物的分布容积是由分析药物的血药浓度的经时过程而得到的。
这种方法在药物研发中有明显的局限性，因为不可能对成千上万个化合物做体内试验。
预测药物的分布容积和模拟药物在体内分布的动态过程对高通量药物筛选(high throughput screening)起到非常重要的作用。
药物进入血液后，通常与血浆中的蛋白质结合。
通常认为，只有游离的药物才能透过生物膜进入到相应的组织或靶器官，产生效应或进行代谢与排泄。
因此，血浆蛋白结合率(plasma protein binding)会影响药物的分布和代谢。
通常酸性药物与白蛋白(albumin)结合，而碱性药物与α1-酸性糖蛋白（α1-acid glycoprotein）结合，但不是所有药物都是这样的，有时候也会有例外。
除了与血浆蛋白结合外，药物还可能会和血红细胞结合，因此血浆蛋白结合率和血液-血浆浓度比(blood-to-plasma concentration ratio)是两个非常重要的参数。
药物在稳态(steady state)情况下表观分布容积(apparent volume of distribution)，Vss，是药物在各个组织器官的分布容积的总和：其中Vt代表组织的体积，Pt:p代表药物的组织:血浆分配系数，Ve代表血红细胞的体积，E:P药物的血红细胞:血浆分配系数，Vp代表血浆的体积。
以上参数中，Vt、Ve和Vp为生理性参数，不受药物的影响；E:P可以通过体外试验获得；Pt:p涉及到药物在各个组织和血浆的分配，尽管可以通过体外试验获得，但是比较繁琐。
因此药物分布的预测的关键在于对组织:血浆分配系数的预测。
Poulin等人提出一种方法(refs 1&2)，该方法的原理是应用药物的一些相关参数（如logP、血浆蛋白结合率等），计算药物在各个组织的不同成分（水，中性脂，磷脂）的分布，从而预测药物在机体的各个组织的分布。
该方法基本上可以较精确地预测酸性和中性药物的分布容积，但是会低估碱性药物的分布容积。
Rodgers等人对该方法进行了改进(refs 3&4)，考虑到碱性药物在生理pH（7.2左右）下解离并与组织中的酸性脂结合。