(精品)药代学-药学专业.ppt
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1、药动学药动学 Pharmacokinetics天津医科大学天津医科大学娄建石娄建石2004.8.301一、绪言一、绪言(Introduction)二、体内过程二、体内过程(Process in the Body)三、速率过程三、速率过程(Rate Process)四、多次给药四、多次给药(Repeated Doses)2 dynamics 药物药物 机体机体 kinetics概念:概念:药代动力学药代动力学(pharmacokinetics,PK)是研究是研究机体对药物处置过程(吸收、分布、代谢、机体对药物处置过程(吸收、分布、代谢、排泄)的动态变化,简称排泄)的动态变化,简称药代学药代学或或
2、药动学药动学。一、绪言(一、绪言(Introduction)3 吸收吸收(absorption)分布分布(distribution)排泄排泄(excretion)代谢代谢(metabolism)体内过程又称为体内过程又称为ADME系统系统一、绪言(一、绪言(Introduction)药物转运药物转运(transportation)生物转化生物转化(biotransformation)消除消除(elimination)45二、体内过程二、体内过程(Process in the Body)基本规律基本规律:转运方式转运方式:被动转运被动转运 主动转运主动转运 膜动转运膜动转运 存在方式:存在方式:
3、游离型游离型 结合型结合型6转运方式转运方式(Fashion of transportation)被动转运被动转运(passive transport):药物由浓药物由浓度高的一侧向浓度低的一侧转运称之。度高的一侧向浓度低的一侧转运称之。又称下山转运。包括又称下山转运。包括简单扩散简单扩散(simple diffusion)、滤过滤过(filtration)和和易化扩易化扩散散(facilitated diffusion)。特点:特点:不需载体;不耗能量;无饱和现不需载体;不耗能量;无饱和现象;无竞争抑制;平衡时停止。象;无竞争抑制;平衡时停止。7转运方式转运方式(Fashion of tra
4、nsportation)简单扩散简单扩散(simple diffusion):又称脂溶又称脂溶扩散扩散(lipid diffusion),脂溶性药物可溶脂溶性药物可溶于脂质细胞膜中而通过,脂溶性越强越于脂质细胞膜中而通过,脂溶性越强越易通过。扩散速度公式:易通过。扩散速度公式:R=DA(C1-C2)/X D为扩散常数,为扩散常数,A为膜面积,为膜面积,(C1-C2)为为浓度梯度,浓度梯度,X为膜厚度。为膜厚度。8影响因素影响因素(Factors of Affecting):溶解性溶解性(Solubility):脂溶性脂溶性(lipid solubility)水溶性水溶性(water solub
5、ility)参数:参数:油水系数油水系数(oil/water coefficient)解离度解离度(degree of dissociation):极性分子极性分子(polar molecule)离子型分子离子型分子(ionic molecule)参数:参数:pKa(dissociation constant)9弱酸性药物弱酸性药物(weak acids)的解离公式的解离公式:AHA,pKapH ifHAA10HAAlogpKapHHAAlogpHpKaHAAHKaAHHApKapH-+-+=-=+=10BHB,pKapH ifBBH10BBHlogpKapHBHBlogpHpKaBHBHKa
6、)NHHNH(BHBHpKapH34+-+=-=+=+=弱碱性药物弱碱性药物(weak bases)的解离公式的解离公式:11弱酸性和弱碱性药物在不同酸碱性环弱酸性和弱碱性药物在不同酸碱性环境中的吸收排泄情况境中的吸收排泄情况药药 物物 环境环境 解离解离 吸收吸收 排泄排泄弱酸性弱酸性 酸性酸性 少少 多多 少少 碱性碱性 多多 少少 多多弱碱性弱碱性 酸性酸性 多多 少少 多多 碱性碱性 少少 多多 少少12转运方式转运方式(Fashion of transportation)滤过滤过(filtration):又称水溶扩散又称水溶扩散(aqueous diffusion),是指分子量小于是
7、指分子量小于100的水溶性药物借助膜两侧的流体静压的水溶性药物借助膜两侧的流体静压和渗透压被水携带到低压侧的过程。和渗透压被水携带到低压侧的过程。易化扩散易化扩散(facilitated diffusion):是借是借助于细胞膜上的通透酶助于细胞膜上的通透酶(permease)而扩而扩散,不需能量。散,不需能量。13主动转运主动转运(active transport):指药物必指药物必须依赖细胞膜提供的转运系统进行的转须依赖细胞膜提供的转运系统进行的转运,可以由浓度低的一侧向浓度高的一运,可以由浓度低的一侧向浓度高的一侧转运。又称上山转运。侧转运。又称上山转运。特点:特点:需载体;耗能量;有饱
8、和现象;需载体;耗能量;有饱和现象;有竞争抑制;完成时停止。有竞争抑制;完成时停止。14膜动转运膜动转运(cytosis):大分子物质的转运大分子物质的转运伴有膜的运动。包括:伴有膜的运动。包括:胞饮胞饮(pinocytosis):又称吞饮或入胞。又称吞饮或入胞。大分子物质通过膜的内陷形成小胞而进大分子物质通过膜的内陷形成小胞而进入细胞。入细胞。胞吐胞吐(exocytosis):又称胞裂外排或出又称胞裂外排或出胞。大分子物质从细胞内转运到细胞外。胞。大分子物质从细胞内转运到细胞外。15存在方式存在方式(fashion of existence)游离型游离型(free)结合型结合型(bound)
9、游离型游离型 结合型结合型在血液中只有游离型才能被转运;在血液中只有游离型才能被转运;16基本过程基本过程(Basic Process)吸收(吸收(absorption):药物由给药部位入血的过程。药物由给药部位入血的过程。分布(分布(distribution):):药物由血液分配至组织器官的过程。药物由血液分配至组织器官的过程。代谢(代谢(metabolism):):药物在体内发生化学变化的过程。药物在体内发生化学变化的过程。排泄(排泄(excretion):):药物向体外排出的过程。药物向体外排出的过程。17 吸收吸收(Absorption)按给药途径不同分为:按给药途径不同分为:血管外给
10、药血管外给药 血管内注射血管内注射 血管内滴注血管内滴注 只有血管外给药才有吸收。只有血管外给药才有吸收。18影响药物吸收的因素影响药物吸收的因素(Factors of Affecting Drug Absorption)药物的理化性质。药物的理化性质。首关效应首关效应(first-pass effect):又称首过又称首过消除消除(first-pass elimination)。指某些药指某些药物在通过肠粘膜和肝脏时,部分可被代物在通过肠粘膜和肝脏时,部分可被代谢灭活而使进入全身循环的药量减少,谢灭活而使进入全身循环的药量减少,药效降低。药效降低。吸收环境:包括胃肠蠕动、排空、胃肠吸收环境:
11、包括胃肠蠕动、排空、胃肠液酸碱度、内容物、血流量等。液酸碱度、内容物、血流量等。19分布分布(Distribution):药物在体内的分布有明显规律性:药物在体内的分布有明显规律性:理论上可以认为是均匀分布,实际上理论上可以认为是均匀分布,实际上是不均匀分布。是不均匀分布。血液和器官达到平衡时,二者浓度成血液和器官达到平衡时,二者浓度成比值关系。比值关系。20影响药物分布的因素影响药物分布的因素(Factors of Affecting Drug Distribution)血浆中和药物结合的蛋白:血浆中和药物结合的蛋白:白白蛋蛋白白(albumin):有有三三个个结结合合位位点点,主主要要结合
12、弱酸性药物。结合弱酸性药物。1-酸酸性性糖糖蛋蛋白白(1-acid glycoprotein):有有一个结合位点一个结合位点,主要结合弱碱性药物。主要结合弱碱性药物。脂脂蛋蛋白白(lipoprotein):结结合合脂脂溶溶性性强强的的药药物。物。大大多多数数药药物物呈呈可可逆逆性性结结合合,仅仅游游离离药药物物可可转转运运和产生药效。和产生药效。高结合率药物可发生竞争性抑制。高结合率药物可发生竞争性抑制。21组织器官血流量组织器官血流量血流量以肝最多,肾、脑、心次之,血流量以肝最多,肾、脑、心次之,脂肪组织最少,但容积很大。脂肪组织最少,但容积很大。先向血流量大的器官分布,然后向血先向血流量大
13、的器官分布,然后向血流量小的器官分布。流量小的器官分布。22BloodBrain Lean tissueFat图图.静脉注射硫喷妥静脉注射硫喷妥(thiopental)后的体内再分布后的体内再分布23体内存在的特殊屏障:体内存在的特殊屏障:血脑屏障血脑屏障(blood-brain-barrier,BBB)胎盘屏障胎盘屏障(placental-barrier)血眼屏障血眼屏障(blood-eye-barrier)24体内存在的跨膜蛋白:体内存在的跨膜蛋白:P-糖蛋白糖蛋白(P-glycoprotein,PgP)存存在于细胞膜,主要功能是将胞内药物在于细胞膜,主要功能是将胞内药物外排到间液中,减少
14、药物的吸收,或外排到间液中,减少药物的吸收,或增加排泄,也与耐药有关。增加排泄,也与耐药有关。25体液的体液的pH:细细胞胞内内液液pH约约7.0,细细胞胞外外液液pH约约7.4。弱酸弱碱在细胞内外分布有差异。弱酸弱碱在细胞内外分布有差异。人人为为改改变变细细胞胞外外液液pH,可可以以改改变变药药物物的的分布和排泄。分布和排泄。26组织亲和力组织亲和力:某些药物对特殊组织有较高的亲和力。某些药物对特殊组织有较高的亲和力。碘主要集中分布在甲状腺中。碘主要集中分布在甲状腺中。四环素与钙络和沉积于骨骼和牙齿。四环素与钙络和沉积于骨骼和牙齿。硫喷妥重分布到脂肪组织。硫喷妥重分布到脂肪组织。27代谢代谢
15、(Metabolism)药物在体内生物转化的规律为:药物在体内生物转化的规律为:主要在肝脏,其次在肠粘膜上皮细胞、肺脏、血液、主要在肝脏,其次在肠粘膜上皮细胞、肺脏、血液、肾上腺等。肾上腺等。多数药物经转化后失去活性,称为灭活多数药物经转化后失去活性,称为灭活(inactivation)。少数药物经转化后出现药理活性,称为活化少数药物经转化后出现药理活性,称为活化(activation),该药称为前药该药称为前药(prodrug)。大多数代谢物无活性,少数有活性(与母药相同或不大多数代谢物无活性,少数有活性(与母药相同或不同),个别有毒性。同),个别有毒性。28药物代谢的反应药物代谢的反应:I
16、相相:氧化氧化(oxidation)还原还原(reduction)水解水解(hydrolysis)II相相:结合结合(conjugation)29药物代谢酶药物代谢酶(Drug Metabolizing Enzymes):是是 参参 与与 内内 源源 性性(endobiotics)和和 外外 源源 性性 物物 质质(xenobiotics)生物转化的酶类。生物转化的酶类。主主要要存存在在于于肝肝脏脏,又又称称肝肝药药酶酶。其其次次为为小小肠肠、肺肺、肾肾上上腺腺等等。在在细细胞胞中中主主要要存存在在于于微微粒粒体体、线线粒粒体体和和胞浆中。胞浆中。分分为为细细胞胞色色素素P-450酶酶类类和和
17、非非细细胞胞色色素素P-450酶酶类类。前者是药物代谢的主要酶类。前者是药物代谢的主要酶类。30肝药酶:肝药酶:肝肝 微微 粒粒 体体 混混 合合 功功 能能 氧氧 化化 酶酶 系系(hepatic microsomal mixed function oxidase system),又又称称单单加加氧氧酶酶系系(monoxygenases),其其中中最最重重要要的的是是细细胞胞色色素素P-450酶酶系系(cytochrome P-450),简简称称 P-450或或CYP。31图图 肝药酶催化药物反应的电子传递示意图肝药酶催化药物反应的电子传递示意图NADPH2 或或 NADH2NADP 或或
18、NAD FAD 或或 FMN FADH2 或或 FMN2 NADPHCyto-P-450 还原酶还原酶 2P-450 Fe2+Fe3+RH2+O2(底物底物)RHOH+H2O(产物产物)化学反应式:化学反应式:RH2+NADPH2+O2 RHOH+H2O+NADP32CYP组组成成:是是一一基基因因超超家家族族(superfamily),根根据据基基因因编编码码氨氨基基酸酸序序列列相相似似程程度度划划分分为不同的家族、亚家族为不同的家族、亚家族(subfamily)和酶。和酶。人:人:17个家族,个家族,36个亚家族,个亚家族,64个酶。个酶。与药物代谢有关的酶为:与药物代谢有关的酶为:CYP
19、1:1A1,1A2,1B1 CYP2:2A6,2B6,2C,2D6,2E1 CYP3:3A3,3A4。3A5,3A7 CYP4:4A1133非细胞色素非细胞色素P-450酶类和代表性底物:酶类和代表性底物:丁酰基胆碱酯酶:丁酰基胆碱酯酶:琥珀酰胆碱琥珀酰胆碱N-乙酰基转移酶:乙酰基转移酶:PAS,PABA甲基转移酶类:甲基转移酶类:6-MP,卡托普利,甲基多巴卡托普利,甲基多巴酚磺酰基转移酶:酚磺酰基转移酶:醋氨酚醋氨酚谷胱苷肽谷胱苷肽S-转移酶:转移酶:还原型还原型GST乙醇(醛)脱氢酶:乙醇(醛)脱氢酶:乙醇、洋地黄类乙醇、洋地黄类34特性:特性:基因多态性基因多态性(gene polym
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