药理学第3章药动学.ppt
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1、第三章第三章 机体对药物的作用机体对药物的作用-药动学药动学药动学药动学是研究机体对药物的处置,即药是研究机体对药物的处置,即药物在体内的吸收、分布、代谢及排泄的物在体内的吸收、分布、代谢及排泄的动态变化。动态变化。药物在体内的吸收、分布及排泄过程称药物在体内的吸收、分布及排泄过程称药物转运药物转运。药物代谢变化过程也称药物代谢变化过程也称生物转化生物转化。药物代谢和排泄合称药物代谢和排泄合称消除消除。AbsorptionDistributionMetabolismEliminationADME研究目的:研究目的:药物在其发挥作用的部位或血浆中形药物在其发挥作用的部位或血浆中形成的浓度与其作用
2、有密切的关系,为了发成的浓度与其作用有密切的关系,为了发挥并维持药物的作用,形成和维持药物在挥并维持药物的作用,形成和维持药物在体内有效浓度是十分重要的。为此,必须体内有效浓度是十分重要的。为此,必须按照药物的体内过程的规律及药物代谢的按照药物的体内过程的规律及药物代谢的动力学特点,制订给药方案,如给药剂量、动力学特点,制订给药方案,如给药剂量、给药间隔时间及疗程。给药间隔时间及疗程。Reasons that cause the failure of a potential drug candidateWhy is the prediction of ADME parameters so im
3、portant?Drug Administration Drug Concentration in Systemic CirculationDrug in Tissues of DistributionDrug Metabolism or ExcretedDrug Concentration at Site of ActionPharmacologic EffectClinical ResponseToxicityEfficacyPharmacokinetics PharmacodynamicsAbsorptionDistributionElimination第一节第一节 药物的体内过程药物的
4、体内过程一、药物的跨膜转运一、药物的跨膜转运药物的转运药物的转运被动转运被动转运主动转运主动转运膜动转运膜动转运易化转运易化转运滤过滤过简单扩散简单扩散细胞膜细胞膜特点:特点:(1)由高浓度侧向低浓度侧转运)由高浓度侧向低浓度侧转运(2)转运速度与膜两侧浓差成正比)转运速度与膜两侧浓差成正比(3)不消耗)不消耗ATP主要影响药物被动转运的因素:药物的脂溶性主要影响药物被动转运的因素:药物的脂溶性(一一)被动转运被动转运简单扩散简单扩散 滤滤 过过易化扩散易化扩散1.简单扩散简单扩散指脂溶性药物可溶于膜脂质而通过细胞膜。指脂溶性药物可溶于膜脂质而通过细胞膜。(1)药物的油水分配系数越大越容易通过
5、。药物的油水分配系数越大越容易通过。(2)大多数药物的转运属于简单扩散。大多数药物的转运属于简单扩散。R=D,A(C1-C2)/X R 扩散速率,扩散速率,D,扩散常数,扩散常数,A 膜面积,膜面积,(C1-C2)浓度梯度,浓度梯度,X 膜厚度膜厚度 例例:维生素维生素A、巴比妥类等脂溶性药物巴比妥类等脂溶性药物解离型药物极性大,脂溶性小,难以扩散;非解离解离型药物极性大,脂溶性小,难以扩散;非解离型药物极性小,脂溶性大,易于跨膜扩散。型药物极性小,脂溶性大,易于跨膜扩散。非解离型药物分子的多少,取决于药物的解离常数非解离型药物分子的多少,取决于药物的解离常数(Ka)和体液和体液 pH 值。值
6、。H+HAA-HAH+A-BBH+H+H+BBH+弱酸性药物弱酸性药物当当HA=A-时,时,pKa=pHpKa:是药物解离是药物解离50%时,体液的时,体液的pH值。值。弱酸性药物在酸性环境弱酸性药物在酸性环境中不易解离,易于扩散中不易解离,易于扩散体液体液pH对弱酸弱碱类药物被动转运的影响对弱酸弱碱类药物被动转运的影响弱碱性药物弱碱性药物当当BH+=B时,时,pKa=pHpKa:是药物解离是药物解离50%时,体液的时,体液的pH值。值。弱碱性药物在碱性环境弱碱性药物在碱性环境中不易解离,易于扩散中不易解离,易于扩散药物解离型与非解离性的比例取决于两个因素药物解离型与非解离性的比例取决于两个因
7、素药物的药物的pKa和环境的和环境的pH HA=A-或或HB=B 时,时,pH=pKa,pKa是药是药物的固有性质。物的固有性质。HA BH+A-BpKa values for some acidic and basic drugs 阿司匹林阿司匹林哌替啶哌替啶胃液胃液血浆血浆尿液尿液2.滤过(过滤)滤过(过滤)滤过又称水溶扩散滤过又称水溶扩散,是水溶性的药物,借助是水溶性的药物,借助流体静压和渗透压转运到低压侧的过程。流体静压和渗透压转运到低压侧的过程。(1)分子量)分子量 100(2)直径直径 膜孔膜孔(3)极性分子、)极性分子、O2、CO2 等气体可通过等气体可通过 例例:水水、尿素尿素
8、、等水溶性小分子药物等水溶性小分子药物3.易化扩散易化扩散又称载体转运。又称载体转运。特点:特点:(1)需要载体,即通透酶)需要载体,即通透酶(permease)(2)不需要不需要ATP(3)由高浓度侧向低浓度侧转运由高浓度侧向低浓度侧转运(4)有饱和现象和竞争性抑制现象)有饱和现象和竞争性抑制现象 例例:葡萄糖、氨基酸、胆碱等葡萄糖、氨基酸、胆碱等(二二)主动转运主动转运 又称逆流转运。又称逆流转运。特点:特点:(1)需细胞膜上特异载体)需细胞膜上特异载体(2)由低浓度或低电位侧向高浓度或高电位侧)由低浓度或低电位侧向高浓度或高电位侧 转运转运(3)消耗消耗ATP(4)有饱和现象和竞争性抑制
9、现象)有饱和现象和竞争性抑制现象例:例:Na+-k+-ATP酶酶,Ca2+-Mg2+-ATP酶酶(三)膜动转运(三)膜动转运 指大分子转运伴随膜运动。指大分子转运伴随膜运动。1.胞饮胞饮:又称吞饮或入胞,指液态蛋白质或大分又称吞饮或入胞,指液态蛋白质或大分子物质,可通过生物膜内陷形成吞噬小胞,进子物质,可通过生物膜内陷形成吞噬小胞,进入细胞内。入细胞内。例:垂体后叶素粉剂经鼻粘膜吸收例:垂体后叶素粉剂经鼻粘膜吸收2.胞吐胞吐:又称胞裂外排或出胞,指液态大分子,又称胞裂外排或出胞,指液态大分子,可从细胞内转运到细胞外。可从细胞内转运到细胞外。例:腺体分泌及递质释放例:腺体分泌及递质释放胞饮胞饮(
10、pinocytosis)胞吐胞吐(exocytosis)跨膜转运的方式跨膜转运的方式胞外胞外胞内胞内滤过滤过简单扩散简单扩散载体介导的转运载体介导的转运二、药物的吸收和影响因素二、药物的吸收和影响因素(1 1)主要为被动吸收)主要为被动吸收(2 2)分子量越小,脂溶性越大,越易吸收)分子量越小,脂溶性越大,越易吸收(一)药物的吸收(一)药物的吸收1、消化道吸收、消化道吸收小肠是消化道吸收的主要部位小肠是消化道吸收的主要部位 理由:理由:1.有绒毛及微绒毛结构,有绒毛及微绒毛结构,吸收面积大吸收面积大(200-250m2)2.蠕动快,血流量大蠕动快,血流量大3.pH范围广(范围广(4.8-8.2
11、)4.除简单扩散外,还有除简单扩散外,还有 主动转运和易化扩散主动转运和易化扩散进入细胞的药物可能的进入细胞的药物可能的3种去向:种去向:被被P-糖蛋白泵出再次回到肠道糖蛋白泵出再次回到肠道 被吸收细胞中的被吸收细胞中的CYP3A代谢代谢 进一步吸收进门静脉进一步吸收进门静脉Simplified cartoon of P-glycoprotein structure and function:The P-glycoprotein molecule spans the cell membrane and in this way is in contact not only with the me
12、mbrane but also the inside and the outside of the cell.The central portion of the molecule is a channel or pore through which toxic chemicals are pumped back out into the environment.The toxic chemicals can enter the transport pore either from the interior of the cell or from its membrane as shown.M
13、olecules of ATP power the pumping action.舌下给药舌下给药直肠给药直肠给药2、注射部位的吸收、注射部位的吸收(1)皮下或肌内注射主要沿结缔组织扩散,)皮下或肌内注射主要沿结缔组织扩散,再经毛细血管和淋巴吸收再经毛细血管和淋巴吸收(2)常以简单扩散或滤过方式吸收)常以简单扩散或滤过方式吸收(3)肌注比皮下注射吸收快)肌注比皮下注射吸收快(4)水溶液吸收快,油剂和混悬剂吸收慢)水溶液吸收快,油剂和混悬剂吸收慢肌注肌注皮下皮下静注静注表皮表皮真皮真皮皮下组织皮下组织有静脉的肌肉有静脉的肌肉Routes of Drug Administrationcommon
14、abbreviationsPO=per os=oralIV=intravenous=into the veinIM=intramuscular=into the muscleSC=subcutaneous=between the skin and muscleIP=intraperitoneal=within the peritoneal cavity3、呼吸道吸收、呼吸道吸收(1)脂溶性小分子、挥发性药物或气体可)脂溶性小分子、挥发性药物或气体可从肺胞吸收从肺胞吸收(2)3-10 m 的药物颗粒可达细支气管,的药物颗粒可达细支气管,小于小于 2 m 可进入肺胞,可进入肺胞,粒径过大可粒径过大
15、可停留在支气管甚至鼻腔,粒径过小可停留在支气管甚至鼻腔,粒径过小可随气体排出随气体排出4、皮肤和粘膜吸收皮肤和粘膜吸收皮肤吸收能力差,粘膜比皮肤吸收能力强皮肤吸收能力差,粘膜比皮肤吸收能力强呼呼吸吸道道给给药药(二)影响吸收的因素(二)影响吸收的因素 1.药物的理化性质药物的理化性质 水和脂肪都不溶的药难吸收水和脂肪都不溶的药难吸收 如硫酸钡不吸收,氯化钡易吸收如硫酸钡不吸收,氯化钡易吸收 2.首关效应首关效应 有的药物口服后,有的药物口服后,经肠粘膜和肝代谢,经肠粘膜和肝代谢,使进入血液循环的药量减少,这种现象使进入血液循环的药量减少,这种现象 叫首关效应叫首关效应首关效应首关效应(firs
16、t-pass effect)药物经肝静脉药物经肝静脉入全身循环入全身循环上腔静脉上腔静脉药物经肝门药物经肝门静脉入肝脏静脉入肝脏小肠吸收小肠吸收药物药物体循环体循环肝静脉肝静脉肝动脉肝动脉口服药物口服药物门静脉门静脉肠道肠道具有明显首过消除的药物具有明显首过消除的药物硝酸甘油、氯丙嗪、乙酰水杨酸、硝酸甘油、氯丙嗪、乙酰水杨酸、哌醋甲酯、喷他佐新、普萘洛尔、哌醋甲酯、喷他佐新、普萘洛尔、哌替啶、异丙肾上腺素、可乐定、哌替啶、异丙肾上腺素、可乐定、利多卡因、吗啡等利多卡因、吗啡等3.吸收环境吸收环境(1)胃的排空、肠蠕动的快慢)胃的排空、肠蠕动的快慢 推进性蠕动过快影响吸收。推进性蠕动过快影响吸收
17、。适宜的蠕动有利于药物与肠壁接触利于吸收。适宜的蠕动有利于药物与肠壁接触利于吸收。(2)胃肠内容物的多少和性质)胃肠内容物的多少和性质 内容物过多,影响药物与肠壁接触不利吸收。内容物过多,影响药物与肠壁接触不利吸收。油及脂肪可促进脂溶性药物吸收油及脂肪可促进脂溶性药物吸收。例如例如:硝酸甘油硝酸甘油(Nitroglycerin)Route OnsetIV immediateSL 1-3 minTransdermal 40-60 min三、药物的分布和影响因素三、药物的分布和影响因素影响因素:影响因素:1.与血浆蛋白结合与血浆蛋白结合2.局部器官的血流量局部器官的血流量3.药物与组织的亲和力药物
18、与组织的亲和力4.体液的体液的pH值和药物的理化性质值和药物的理化性质5.体内屏障体内屏障1.与血浆蛋白结合与血浆蛋白结合 不能跨膜转运不能跨膜转运 不能被代谢或排泄不能被代谢或排泄 暂时无生物活性暂时无生物活性 结合率高,消除慢,维持时间长结合率高,消除慢,维持时间长同时应用两种与血浆蛋白结合率很高的同时应用两种与血浆蛋白结合率很高的药物,应注意药物之间的相互作用:药物,应注意药物之间的相互作用:n磺胺类可竞争置换出甲苯磺丁脲磺胺类可竞争置换出甲苯磺丁脲n保泰松可竞争置换出华法林保泰松可竞争置换出华法林结合型结合型99%游离型游离型1%结合型结合型98%游离型游离型2%2.局部器官血流量局部
19、器官血流量(1)一般来说一般来说,药物可迅速分布到血流量大的药物可迅速分布到血流量大的 组织器官,达到平衡。组织器官,达到平衡。(2)重分布重分布:药物首先分布到血流丰富的组织药物首先分布到血流丰富的组织 器官器官,然后再向分布容积大的组织转移,然后再向分布容积大的组织转移,称之为重分布。称之为重分布。例:硫喷妥钠例:硫喷妥钠 脑脑 脂肪脂肪 分布分布 分布分布 效应效应 效应消失效应消失药物血液循环脂肪组织脂肪组织骨骼毛发骨骼毛发等血流量等血流量少的组织少的组织分布再分布3.组织的亲和力组织的亲和力(1)药物在亲和力高的组织分布较多。)药物在亲和力高的组织分布较多。(2)例:)例:1.碘碘
20、甲状腺甲状腺 2.钙钙 骨骼骨骼 3.汞、砷汞、砷 肝、肾肝、肾 4.灰黄霉素与角蛋白亲和力强灰黄霉素与角蛋白亲和力强4.体液的体液的 pH 和药物的理化性质和药物的理化性质(1)细胞内)细胞内 pH 7.0,细胞外细胞外 pH 7.4(2)弱酸性药主要分布在细胞外弱酸性药主要分布在细胞外(3)弱碱性药主要分布在细胞内)弱碱性药主要分布在细胞内给予碳酸氢钠使血液和尿液碱化促进给予碳酸氢钠使血液和尿液碱化促进弱酸性巴比妥类药物的排泄弱酸性巴比妥类药物的排泄5.体内屏障体内屏障(1)血脑屏障血脑屏障:是位于血是位于血-脑,血脑,血-脑脊液,脑脊液,脑脊液脑脊液-脑三者之间的屏障,它可限制脑三者之间
21、的屏障,它可限制 某些物质进入脑组织。某些物质进入脑组织。组织学组成:组织学组成:毛细血管内皮间的紧密联结毛细血管内皮间的紧密联结 基底膜外有星形胶质细胞覆盖基底膜外有星形胶质细胞覆盖 毛细血管周围无结缔组织间隙毛细血管周围无结缔组织间隙血脑屏障示意图血脑屏障示意图基底膜基底膜脑内皮细胞脑内皮细胞星形胶质细胞星形胶质细胞毛细血管腔毛细血管腔紧密连接紧密连接(2)胎盘屏障胎盘屏障由胎盘将母亲与胎儿血液隔开的屏障。由胎盘将母亲与胎儿血液隔开的屏障。该屏障通透性与普通的生物膜几无差别该屏障通透性与普通的生物膜几无差别 多数药物均可进入多数药物均可进入 脂溶性高易通过,脂溶性低,不易通过脂溶性高易通过
22、,脂溶性低,不易通过 可通过胎盘,又对胎儿有毒性的药物,可通过胎盘,又对胎儿有毒性的药物,孕妇应避免使用孕妇应避免使用四、药物的代谢四、药物的代谢药物的代谢:药物在体内发生化学变化药物的代谢:药物在体内发生化学变化 药物生物转化的意义:使药理活性改变药物生物转化的意义:使药理活性改变 灭活:灭活:活化:活化:无活性变为有活性药物:无活性变为有活性药物:前体药物前体药物活性代谢物活性代谢物药理作用药理作用甲基多巴甲基多巴甲基去甲肾上腺素甲基去甲肾上腺素降压降压对硫磷对硫磷对氧磷对氧磷抑制胆碱酯酶抑制胆碱酯酶环磷酰胺环磷酰胺酮基环磷酰胺酮基环磷酰胺抗癌抗癌百浪多息百浪多息磺胺磺胺抗菌抗菌水合氯醛水
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