临床药理学教学资料临床药理学第四章.ppt
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1、第四章 临床药物效应动力学 临床用药的目的临床用药的目的是利用药物作用以消除致病原因,帮助机体调整因患病而致异常的功能,促进病损组织修复,使机体恢复健康或接近正常。要求选用药物的作用在性质、强度以及性质、强度以及起效和维持时间起效和维持时间各方面都恰好符合该病人的特定需要。临床药物效应动力学临床药物效应动力学 研究药物对人体的作用、作用机制以及作用规律的科学,是临床药理学的重要组成部分。第一节 药物作用的特点一、药物的基本作用(一)药物作用和药理效应药物作用:药物对机体的初始作用药理效应:药物作用的结果靶点靶点结合结合 药物药物机体生理、机体生理、生化功能或生化功能或形态的变化形态的变化效应效
2、应药理作用药理作用(action)作用机制作用机制(action mechanism)兴奋兴奋exicitation抑制抑制inhibition(二)药物作用的选择性 药物在适当的剂量时仅对某一个或少数几个器官或组织作用强,而对其他的器官或组织作用弱或没有作用,称为药物作用的选择性。选择性也与用药剂量密切相关。较小剂量时,药物表现较高的选择性;随着药量加大,作用范围也扩大。(三)药物作用的水平整体水平器官水平和组织水平细胞水平或亚细胞水平分子水平(四)药物作用的两重性1、治疗作用 凡符合用药目的的药物作用称为治疗作用。分对因治疗和对症治疗2、不良反应(1)副作用(2)毒性反应(3)后遗反应(4
3、)停药反应(5)变态反应(6)特异质反应二、药物效应的基本规律(一)构-效关系药物的结构与药物效应之间的关系(二)量-效关系 药物效应强弱与其剂量大小或浓度高低之间的关系 药物作用的药物作用的“量量”的概念的概念:作用强度作用强度:作用有强弱,其幅度有宽窄;作用时间作用时间:起效时间有早迟,维持时间有 长短n要要使使药药物物作作用用的的“量量”恰恰好好符符合合治治病病的的需需要,就必须熟悉药物作用的要,就必须熟悉药物作用的“量量”的规律的规律特别重要的是特别重要的是n许多药物的作用可能受到药药物物制制作作工工艺艺、病病人人机机体体状状态态、以以及及环环境境条条件件等方面的多种因素的影响而发生一
4、定的量的、甚至质的变化。量效关系和量效曲线n多数药物在一定范围内当药物剂量增大时其作用强度也增强。n以药物的剂量(或对数剂量)为横坐标,以药物效应(实际数值或百分率)为纵坐标作图可得量效曲线图。PharmacodynamicsDose Response Curve任何量效曲线都能提供以下四种信息:n最大作用强度(maxinum efficacy)n效价强度(potency)n曲线的斜率n曲线数值变异程度n药物药物LD50KD50之比值叫作该药的治疗指数之比值叫作该药的治疗指数(therapeutic index,TI)。n通常以TI的大小来衡量药物的安全性。n考虑到表达治疗作用的量效曲线和表达
5、致死作用的量效曲线两者的位置关系nTI数值较大并不总能反映其安全性较大数值较大并不总能反映其安全性较大n必须参考LDl(或LD5)和ED99(或ED95)之间的距离来综合考虑100500ED50LD50效应曲线效应曲线毒性曲线毒性曲线100500ED50LD50A药药B药药ED95LD5ED95LD5A药与药与B药治疗指数药治疗指数(TI)相等,问哪药更安全?相等,问哪药更安全?安全范围安全范围安全范围安全范围(三)时(三)时-效关系效关系n用药之后随着时间的推移,药物作用有一动态变化的过程。n一次用药之后相隔不同时间测定药物效应,以时间为横座标、药物效应强度为以时间为横座标、药物效应强度为纵
6、座标作图纵座标作图,即得到时效曲线时效曲线。n在治疗有效的效应强度处以及在出现毒性反应的效应强度处分别各作一条与横轴平行的横线(可称为有有效效效效应应线线和和中中毒毒效效应应线线),则在时效曲线图上可以得到下列信息:1.1.起效时间起效时间 2.2.最大效应时间最大效应时间 3.3.疗效维持时间疗效维持时间 4.4.作用残留时间作用残留时间时效曲线与血药浓度曲线的关系时效曲线与血药浓度曲线的关系n在多数情况下血药浓度曲线也可反映药物效应的变化n但有些药物必须通过在体内产生新的活性物新的活性物质质才起作用,或者是通过其它中间步骤其它中间步骤以间接方式起作用n这些过程都需要时间,故血药浓度曲线和时
7、血药浓度曲线和时效曲线的变化效曲线的变化在时间上就可能不一致。另一方面n由于药物作用的性质和机制不同,有的药物的作用强度往往有自限性(为受体饱和),并不能随着血药浓度升高而一直增大n有的药物在体内生成的活性物质半衰期长,作用时间也长,往往在原药血药浓度已经降低之后仍能保持有效作用。n因此这两条曲线在形状上也可能有所不同。总之,这两种曲线可以互相参考而不总之,这两种曲线可以互相参考而不能互相取代。在分析资料时必须注意能互相取代。在分析资料时必须注意(四四)药物蓄积药物蓄积n在前次给药的药物尚未完全消除时即作第二次给药,就会产生药物蓄积。n同样,在前次给药的“作用残留时间”内即作第二次给药则可产生
8、药物作用蓄积。n药物蓄积和作用蓄积都能使连续用药时药物作用“量”的规则发生改变。蓄积过多可产生蓄积中毒。n因此,在制订连续用药方案时必须同时同时考虑连续用药时的药代动力学资料和量考虑连续用药时的药代动力学资料和量效、时效关系效、时效关系,以防发生蓄积中毒。第二节第二节 药物作用的机制药物作用的机制 n一部分药物可以通过改变体表或体内细胞内外环境的理化性质而发挥非特异性作用,如腐蚀、抗酸、脱水等。n大多数药物则是通过不同机制参与或干扰靶器官(细胞)的特定生物化学过程而发挥特异性作用。1、非特异性机制2、改变理化环境3、参与或干扰细胞的代谢及影响体内的活性物质4、对酶活性的影响5、作用于细胞膜的离
9、子通道6、影响核酸代谢7、影响免疫功能8、作用于受体n受体学说受体学说的建立和发展是不仅有重大理论价值,而且对指导临床用药也有极大的实践意义。第三节 药物作用与受体 n早在1878年Langley即提出有关受体的假说,用以解释药物作用的特异性质及其机制。n现在,受体的存在已得到多方证实,对受体的功能、信息的转导等过程也有了相当深入的了解。n受体学说已被公认是阐明生命现象和药物作用机制的基本理论,对指导合理用药和发展新药都有实际意义。受体的概念受体(receptor)是特异性介导细胞信号转导的功能蛋白质。受体可由一个或数个亚单位(subunit)组成,形成分子上的特殊立体构型,称为结合位点或受点
10、(receptor site)。n受体是糖蛋白或脂蛋白构成的实体,存在于细胞膜、胞浆或细胞核内。n各种不同的受体各有特异的结构和构型。n受体上有多种功能部位。n受体的识别部位受体的识别部位(recognition domain)(recognition domain)能识别结构构型与受体互补的特异物质,并与之相结合而形成复合物。n能与受体结构互补并能与受体结合的物质称为该受体的配体配体(1igand)(1igand)。n药物就是一种配体,只能和与之相应的受体相结合,这是药物作用特异性的根本原因。n受体与配体之间多以氢键、离子键、范德华引力等相互作用,其结合是可逆的。n多数药物的作用也是可逆的。
11、只有少数药物以共价键与其受体牢固结合。这类药物的作用是不可逆的。n有的受体可有催化部位催化部位(catalytic domain)(catalytic domain),即受体本身包含有某种酶,当受体与配体结合成配体-受体复合物时,此酶被激活而直接催化相应的生化反应。n有的受体本身不包含催化部位,而在配体与受体结合之后,配体受体复合物偶联某种中介物质配体受体复合物偶联某种中介物质(如如G G蛋白蛋白)而激活受体附近的酶而激活受体附近的酶(如腺苷酸环化酶如腺苷酸环化酶),进而催化相应的生化反应。n有的受体可有抗原部位抗原部位(antigenicdomain)(antigenicdomain),体内
12、生成的相应抗体可与此部位结合,从而影响受体功能。n有的受体还可有非特异结合部位非特异结合部位(non-(non-specific binding domain)specific binding domain),能与并非其配体的物质结合。n配体与受体结合成复合物后激发相应生理效应的能力叫做内在活性内在活性(intrinsic activity)(intrinsic activity)。n有内在活性的配体叫做受体激动药受体激动药(agonist)(agonist)。通常受体即以其主要激动药或内源性激动药来命名,如乙酰胆碱受体、多巴胺受体等。n没有内在活性的配体与受体结合后不能激发生理效应,反会妨碍
13、受体激动药的作用,这类配体叫做受体拮抗药受体拮抗药(antiagonist)(antiagonist)。n有些配体的内在活性很小,当没有别的、强大的受体激动药存在时,这种配体与受体结合可激发弱的生理效应,起激动药作用;但在有别的强激动药存在时,这种配体与受体的结合妨碍了强激动药的作用,因而起了受体拮抗药的作用,这类配体叫做部分激动药部分激动药(partial(partial agonist)agonist)。n有少数受体还存在第四种类型的配体第四种类型的配体,这类配体与受体结合之后可引起受体的构型向不能与其原来激动药结合而发生生理效应的非激活状态方向转变n因而激起与原来激动药相反的生理效应。这
14、类配体则叫做反向激动药反向激动药(inverse(inverse agonist)agonist)。G蛋白偶联蛋白偶联CN激动药结合区域激动药结合区域膜外膜外膜内膜内 G-protein coupled recptors激动药结合区域激动药结合区域膜外膜外膜内膜内激动药结合区域激动药结合区域 Ligand-gated ion channel receptors激动药结合区域激动药结合区域膜外膜外膜内膜内催化结构区域催化结构区域Tyrosine-protein kinase receptor激动药结合区域激动药结合区域膜外膜外膜内膜内DNA结合区域结合区域转录激活区域转录激活区域载体载体+药物药
15、物载体载体-药物复合物药物复合物载体载体+药物药物载体载体 Intracellular receptors两个方面的因素:药物与受体结合的与受体结合的“量量”的大的大小小 药物的内在活性的大小内在活性的大小药物作用的强弱受体激动药激活受体的基本过程 A.A.有的是影响细胞膜上的离子通道,使胞内相应离子的浓有的是影响细胞膜上的离子通道,使胞内相应离子的浓度发生改变;度发生改变;B.B.有的是通过与有的是通过与G G蛋白偶联而激活膜上的某些酶蛋白偶联而激活膜上的某些酶(如腺苷酸如腺苷酸环化酶、磷脂酶环化酶、磷脂酶C C等等),由此生成或释出新的活性物质,由此生成或释出新的活性物质(即第即第二信使、
16、第三信使二信使、第三信使),进而影响胞内多种活性蛋白质,进而影响胞内多种活性蛋白质(如蛋如蛋白激酶白激酶)的活性,继续传导信息;的活性,继续传导信息;C.C.有的受体本身包含某种酶,受体激动后可直接激活这些有的受体本身包含某种酶,受体激动后可直接激活这些酶而转导信息;酶而转导信息;D.D.还有的是通过调节基因转录,影响特异活性蛋白质的生还有的是通过调节基因转录,影响特异活性蛋白质的生成;等等。成;等等。n在这些过程中,激动药的原始生物信息在这些过程中,激动药的原始生物信息经过逐级放大,药物或体内的天然激动经过逐级放大,药物或体内的天然激动药药(激素、神经递质等激素、神经递质等)在很低浓度在很低
17、浓度(10(10-9-91010-12-12mol/L)mol/L)即可产生明显的作用。即可产生明显的作用。总之,受体通过不同机制将信息转导到总之,受体通过不同机制将信息转导到效应细胞,改变效应细胞的功能而发生效应细胞,改变效应细胞的功能而发生生理效应。生理效应。受受体体在在与与激激动动药药结结合合而而产产生生生生理理效效应应的的过过程程中中,本本身身也也可可发发生生一一定定改改变变。其其中中最最重重要要的的一一点点就就是是:受受体体对对激激动动药药的的敏敏感感 性性 降降 低低,这这 一一 现现 象象 叫叫 做做减减 敏敏(desensitization)(desensitization)。
18、减减敏敏现现象象可可以以视视为为机机体体为为了了精精确确调调节节受受体体作作用用、进进行行自自我我保保护护的的一一种种负负反反馈馈措措施,其详细机制尚未完全阐明。施,其详细机制尚未完全阐明。受受体体发发生生可可逆逆性性的的修修饰饰或或构构象象变变化化,最最常常见见的的是是受受体体被被磷磷酸酸化化,由由此此产产生生与与G G蛋白脱偶联等现象;蛋白脱偶联等现象;膜膜受受体体与与激激动动药药结结合合后后的的复复合合物物被被聚聚集集和和内内吞吞(intemalization)(intemalization),进进入入胞胞浆浆,膜上受体数目减少;膜上受体数目减少;减敏现象可能与下述各点有关:减敏现象可能
19、与下述各点有关:受受体体数数目目下下调调(down(down regulation)regulation),这这可可能能由由于于受受体体降降解解加加速速,也也可可能能由由于于受受体生成减少所致;体生成减少所致;在在G G蛋蛋白白偶偶联联型型受受体体还还可可能能由由于于G G蛋蛋白白降降解解增增多多、表表达达减减少少或或mRNAmRNA稳稳定定性性降降低低等等原原因因而而致致G G蛋蛋白白减减少少,而而使使受受体体减减敏敏。受受体体减减敏敏是是受受体体调调节节(见见下下)中中的的重重要要现现象对药物作用的影响值得重视。象对药物作用的影响值得重视。1.1.受体拮抗药受体拮抗药 可根据其作用方式不同
20、而分为两类:可根据其作用方式不同而分为两类:(1)(1)竞争性拮抗药竞争性拮抗药 (2)(2)非竞争性拮抗药非竞争性拮抗药受体拮抗药和部分激动药受体拮抗药和部分激动药 2 2受体部分激受体部分激动药动药 临床用药时如将作用于同一机制或同一受体的二药同用,则可能发生与此相类似的拮抗现象,这就是临床上不应将作用机制相同的多种药物同用的原理。受体的反向激动药n在有些受体,如在有些受体,如-肾上腺受体和苯二氮草受肾上腺受体和苯二氮草受体等,在一般情况下存在两种状态的构型:体等,在一般情况下存在两种状态的构型:n小部分处于易激活状态小部分处于易激活状态(R*)n大部分处于非激活状态大部分处于非激活状态(
21、R)这类受体的三类配体物质这类受体的三类配体物质n激动药激动药能与能与R*结合,除能激发生理效应外,结合,除能激发生理效应外,还使还使R*的稳定性增强,从而使动态平衡向的稳定性增强,从而使动态平衡向R*方向移动;方向移动;n反向激动药反向激动药对对R的亲和力很高,与的亲和力很高,与R结合后结合后促使动态平衡向促使动态平衡向R方向移动,使方向移动,使R数目增多,数目增多,而而R*数目减少;实际起了拮抗药的作用;数目减少;实际起了拮抗药的作用;n拮抗药拮抗药则对则对R和和R*的亲和力相同,能同等拮的亲和力相同,能同等拮抗激动药和反向激动药的作用。抗激动药和反向激动药的作用。在在现现有有的的受受体体
22、阻阻断断药药中中有有一一部部分分实实际际上上是是完完全全的的反反向向激激动动药药,有有的的则则表表现现出出部部分分反反向向激激动动药药的的特特性性。近近年年有有人人认认为为,苯苯二二氮氮草草类类的的耐耐药药性性、依依赖赖性性与与停停药药反反应应可可能能与与苯苯二二氮氮蕈蕈受受体体向向R R方方向向移移动动有有关关。反反向向激激动动药药的的发发现现,既既有有理理论论意意义义,也也有临床实践方面的重要性。有临床实践方面的重要性。储备受体与沉默受体n经典的占领学说,激动药占领的受体数目经典的占领学说,激动药占领的受体数目与其效应强度成正比。与其效应强度成正比。n但后来发现,有时情况较此为复杂。已证但
23、后来发现,有时情况较此为复杂。已证明,有的激动药结合受体后激发的生理效明,有的激动药结合受体后激发的生理效应应(称为受体后效应称为受体后效应)的某一步骤是有最大的某一步骤是有最大限速的。在到达此最大限速值时所占领的限速的。在到达此最大限速值时所占领的受体数目往往不是受体总数的全部,而占受体数目往往不是受体总数的全部,而占领更多的受体并不能导致更强的效应。这领更多的受体并不能导致更强的效应。这表明受体总数是超过最大效应时需被占领表明受体总数是超过最大效应时需被占领的受体数的。多余的受体称为的受体数的。多余的受体称为储备受体储备受体(spare receptors)(spare receptors
24、)。n因此,在因发生非可逆性结合或其因此,在因发生非可逆性结合或其它原因而丧失一部分受体时,并不它原因而丧失一部分受体时,并不总会立即影响最大效应。总会立即影响最大效应。n进一步研究发现,进一步研究发现,内在活性不同的内在活性不同的同类药物产生同等强度效应时所占同类药物产生同等强度效应时所占领的受体的数目是并不相等的领的受体的数目是并不相等的。n激激动动药药占占领领的的受受体体数数必必须须达达到到阈阈值值之之后后,才才开开始始出出现现效效应应(作作用用),也也只只有有达达到到阈阈值值之之后后被被占占领领的的受受体体数数目目增增多多时时激激动动药药效应效应(作用作用)随之增强的现象才能成立。随之
25、增强的现象才能成立。n阈阈值值以以下下的的被被占占领领受受体体被被称称为为沉沉默默受受体体(silent receptor)(silent receptor)。上上述述资资料料进进一一步步完完善善了了占占领领学学说说,也也使使药药物物的的量量效效关关系系等等“量量”的的规规律律更更为为复复杂。杂。受体特异性的相对性n如各种酶与其底物之间的反应的特异性并不特别严格一样,受受体体和和其其配配体体的的结结构构互互补性关系也并不十分严格补性关系也并不十分严格。n受体特异性是相对的受体特异性是相对的n有有些些受受体体各各有有不不同同的的亚亚型型(如如肾肾上上腺腺素素受受体体),除除去去有有针针对对该该受
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- 临床 药理学 教学 资料 第四
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