范文一:药代动力学
第三节 药物消除动力学
从生理学看,体液被分为血浆、细胞间液及细胞内液几个部分。为了说明药动学基本概念及规律现假定机体为一个整体,体液存在于单一空间,药物分布瞬时达到平衡(一室模型)。问题虽然被简单化,但所得理论公式不失为临床应用提供了基本规律。按此假设条件,药物在体内随时间变化可用下列基本通式表达:dC/dt=kCn。C为血药浓度,常用血浆药物浓度。k为常数,t为时间。由于C为单位血浆容积中的药量(A),故C也可用A代替:dA/dt=kCn,式中n=0时为零级动力学(zero-order kinetics),n=1时为一级动力学(first-order kinetics),药物吸收时C(或A)为正值,消除时C(或A)为负值。在临床应用中药物消除动力学公式比较常用,故以此为例如以推导和说明。
一、零级消除动力学
当n=0时,-dC/dt=KC0=K(为了和一级动力学中消除速率常数区别,用K代k),将上式积分得:
Ct=C0- Kt,C0为初始血药浓度,Ct为t时的血药浓度,以C为纵座标、t为横座标作图呈直线(图3-6),斜率为K,当Ct/C0=1/2时,即体内血浆浓度下降一半(或体内药量减少一半)时,t为药物消除半衰期(half-life time, t1/2)。
按公式1/2C0=C0-Kt1/2
可见按零级动力学消除的药物血浆半衰期随C0下降而缩短,不是固定数值。零级动力学公式与酶学
中的Michaelis-Menten公式相似:,式中S为酶的底物,Vmax为最大催化速度,Km为米氏
常数。当[S]>>Km时,Km可略去不计,ds/dt=Vmax,即酶以其最大速度催化。零级动力学公式与此一致,说明当体内药物过多时,机体只能以最大能力将体内药物消除。消除速度与C0高低无关,因此是恒速消除。例如饮酒过量时,一般常人只能以每小时10ml乙醇恒速消除。当血药浓度下降至最大消除能力以下时,则按一级动力学消除。
图3-6 药物在体内消除过程的时量曲线
体内药物过多,超过机体最大消除能力(虚线)时为零级动力学恒速消除 体内药物降至虚线以下时为一级动力学恒比消除。插图纵坐标为对数标尺
二、一级消除动力学
当n=1时,-dC/dt=keC1=keC,式中k用ke表示消除速率常数 (elimination rate constant)。将上式积分得
可见按一级动力学消除的药物半衰期与C高低无关,是恒定值。体内药物按瞬时血药浓度(或体内药量)以恒定的百分比消除,单位时间内实际消除的药量随时间递减。消除速率常数(ke)的单位是h-1,它不表示单位时间内消除的实际药量,而是体内药物瞬时消除的百分率。例如ke=0.5h-1不是说每小时消除50%(如果t1/2=1小时则表示每小时消除50%)。按t1/2=0.693/ke计算t1/2=1.39h, 即需1.39h后才消除50%。再按 计算,1小时后体内尚存60.7%。绝大多数药物都按一级动力学消除。这些药物在体内经过t时后尚存
当n=5时,At≈3%A0,即经过5个t1/2后体内药物已基本消除干净。与此相似,如果每隔一个t1/2给药一次(A0),则体内药量(或血药浓度)逐渐累积,经过5个t1/2后,消除速度与给药速度相等,达到稳态(steady state):
当n=5时,At≈97%A0。这一时间,即5个t1/2不因给药剂量多少而改变。具体数值见。
药物自体内消除的一个重要指标是血浆清除率(plasma clearance,Cl), 是肝肾等的药物消除率的总和,即单位时间内多少容积血浆中的药物被消除干净,单位用L·h-1(也有人用 ml·min-1,和肌酐消除率一致)或按体重计算 L·kg-1·h-1 。按定义,CL=RE/Cp,RE是消除速率(rate of elimination),即单位时间内被机体消除的药量,Cp为当时的血浆药物浓度。由于RE非固定值也不易检测,故常用表观分布容积 (apparent volume of distribution, Vd)计算。 Vd是指静脉注射一定量(A)药物待分布平衡后,按测得的血浆浓度计算该药应占有的血浆容积。事实上静注药物后未待分布平衡已有部分药物自尿排泄及(或)在肝转化而消除,故必需多次检测Cp,作时量曲线图,将稳定下降的消除段向O时延升至和Y轴交点以求得理论上静注药量A在体内分布平衡时的血浆浓度C0,以此算出Vd=A/C0(图3-7)。按RE=keA,Cp=A/Vd,故Cl=keVd。在一级动力学的药物中,Vd及Cl是两个独立的药动学指标,各有其固定的数值,互不影响,也不因剂量大小而改变其数值。Vd是表观数值,不是实际的体液间隔大小。除少数不能透出血管的大分子药物外,多数药物的Vd值均大于血浆容积。与组织亲和力大的脂溶性药物其 Vd可能比实际体重的容积还大。Cl也不是药物的实际排泄量。它反映肝和(或)肾功能,在肝和(肾)功能不足时Cl值会下降,因为Cl是肝肾等消除能力的总和。肝清除率虽然难测,但有重要的理论意义。肝清除率小的药物,首关消除
少,其口服生物利用度大,但易受肝功能,血浆蛋白结合力及肝药酶诱导或抑制药的影响。肝清除率大的
药物,首关消除多,其口服生物利用度小。有些药物的肝清除率很高,接近肝血流量,称为灌流限制性清除,其肝清除率受肝血流量影响较大。药物以原形自肾消除的百分率比较容易测定。自肾排泄多的药物易受肾功能影响,自肾排泄少的药物易受肝功能影响。医生可以据此在肝或肾功能不足病人适当调整剂量。在零级动力学的药物中,RE以恒速消除,不随Cp下降而改变,故Cl 值不固定,与Cp成反比。
图3-7 表观分布容积计算法 C0是静注药量A在0时理论上的血药浓度
Cl值实际上常用静脉或肌肉注射药物A后测定Cp,绘出时量曲线,算出AUC再按CL=A/AUC取得。因为AUC=C0/ke,代入得
CL=keVd=C0Vd/AUC=A/AUC。
三、连续恒速给药
临床治疗常需连续给药以维持有效血药浓度。在一级动力学药物中,开始恒速给药时药物吸收快于药物消除,体内药物蓄积。按 计算约需5个t1/2达到血药稳态浓度(Css)(图3-8),此时给药速度(RA)与消除速度(RE)相等。
(τ为给药间隔时间)可见Css随给药速度(RA=Dm/τ)快慢而升降,到
达Css时间不因给药速度加快而提前,它取决于药物的ke或t1/2。据此,可以用药物的keVd或Cl计算给药速度以达到所需的有效药物浓度。静脉恒速滴注时血药浓度可以平稳地到达Css
。分次给药虽然平均血药浓
度上升与静脉滴注相同,但实际上血药浓度上下波动(图3-8)。分药间隔时间越长波动越大,其峰值浓
度 ,谷值浓度 Css- min=Css- maxe 。如果实际Css过高或过低,可以按已达到的Css与需要
达到的Css比值调整给药速度,即Css(已达到的)/Css(需要的)=RA(现用的)/RA(将调整的)
图3-8 连续恒速给药时的时量曲线
约经5个半衰期血药浓度达到稳态。给药间隔越短, 血药浓度波动越小。给药剂量越大,血药浓度越高
A.静脉滴注,Dm/t1/2 B.肌肉注射,Dm/t1/2
C.肌肉注射,1/2Dm/2t1/2。Dm维持剂量
但从调整剂量时开始需再经过5个t1/2方能达到需要的Css。
在病情危重需要立即达到有效血药浓度时,可于开始给药时采用负荷剂量(loading dose,D1),因为
Ass就是负荷剂量。可将第一个t1/2内静脉滴注量的1.44倍在静脉滴注开始时推注入静脉即可立即达到并维持Css。在分次恒速给药达到Css时,体内Ass是维持剂量(maintenance dose, Dm)与体内上一剂量残留药物的和,即
当给药间隔时间τ=t1/2时,
即每隔一个t1/2给药一次时采用首剂加倍剂量的D1可使血药浓度迅速达到Css。
理想的给药方案应该是使CSS- max略小于最小中毒血浆浓度(MTC)而CSS- min略大于最小有效血浆浓度(MEC),即血药浓度波动于MTC与MEC之间治疗窗,这一Dm可按下列公式计算:
Dm=(MTC - MEC)Vd
负荷剂量计算法与上同,即D1=ASS=1.44t1/2 RA=1.44t1/2 Dm/τ,τ为给药间隔时间。τ可按一级消除动力学公式 推算得
因此可以根据药物的MTC及MEC利用这些公式计算出D1,Dm及τ。注意此时 τ≠t1/2,D1≠2Dm(图3-9)。
图3-9 负荷剂量、维持剂量、给药间隔与血药浓度关系
Dm维持剂量所形成的C D1负荷剂量所形成的
C
在零级动力学药物中,体内药量超过机体最大消除能力。如果连续恒速给药,RA>RE,体内药量蓄积,血药浓度将无限增高。停药后消除时间也较长,超过5个t1/2。因为t1/2=0.5C0/K,达到C0越高t1/2越长。
临床用药可根据药动学参数如Vd、Cl、ke、t1/2及AUC等按以上各公式计算剂量及设计给药方案以达到并维持有效血药浓度。除了少数t1/2特长或特短的药物,或零级动力学药物外,一般可采用每一个半衰期给于半个有效量(half dose at half life interval)并将首次剂量加倍是有效、安全、快速的给药方法。
有些药在体内转化为活性产物则需注意此活性产物的药动学,如果活性产物的消除是药物消除的限速步骤的话,则应按该产物的药动学参数计算剂量及设计给药方案。
四、一级药动学指标间的相互关系
1.F=A/D×100%口服剂量(D)由于不能100%吸收及存在首关消除效应,能进入体循环的药量(A)只占D的一部分,这就是生物利用度(F)。药动学计算时应采用绝对生物利用度,相对生物利用度作为评比药物制剂质量的指标。生物利用度还包括吸收速度问题,达峰时间(Tpeak)是一个参考指标。
2.A=C·Vd或C=A/Vd体内药量(A)与血药浓度(C)比值固定,在许多药动学公式中,A与C可以通用,如At=也可用Ct=。
3.Cp=[D]+[DP] 血浆中药物有游离型(D)与血浆蛋白结合型(DP),定量测定时需将血浆蛋白沉淀除去,故通常所说的血浆药物浓度(Cp)是指[D]与[DP]的总和。只有透析法或超离心法才可能将二者分
离以计算药物的血浆蛋白结合率 ×100% 。
4.曲线下面积(AUC)是一个可用实验方法测定的
药动学指标。它反映进入体循环药量的多少。时量曲线某一时间区段下的AUC反映该时间内的体内药量。AUC是独立于房室模型的药动学参数,常用于估算血浆清除率(Cl)。
5.ke=0.693/t1/2=RE/A=CL/Vd 消除速率常数是药物瞬时消除的百分率而不是单位时间药物消除速率(RE),是决定t1/2的参数,但其本身又取决于Cl及Vd,故不是独立的药动学指标。
6.Vd=A/C0=A/AUC ke 表现分布容积(Vd)是独立的药动学指标,不是实际的体液容积,取决于药物在体液的分布。Vd大的药物与组织蛋白结合多,主要分布于细胞内液及组织间液。Vd小的药物与血浆蛋白结合多,较集中于血浆。Vd不因A多少而变化。
7.CL=keVd=RE/Cp=A/AUC 血浆清除率(Cl)是肝肾等清除率的总和,也不是实际的药物消除速率(RE),是另一个独立于A的重要药动学指标,但受肝肾功能的影响。
8.t1/2=0.693/ke=0.693Vd/CL 血浆药物消除半衰期(t1/2)是一个非常实用的药动学指标,虽然独立于A,但受Cl及Vd双重制约,Cl大时t1/2短,Vd大时t1/2长。例如庆大霉素Cl小(60ml·min-1), Vd也小(0.25L·kg-1),其t1/2不长(2~3h)。氯喹Cl大(700ml·min-1),Vd也大(185L·kg-1),其t1/2并不短(8天)。药物在吸收及分布过程中也有半衰期,分别用t1/2a及t1/2α表示。
9.稳态时RA=RE=CSS·Cl=CSS·Vd·ke
故 CSS是恒速连续给药达到稳态时平均血药浓
度,应该和预期的有效浓度相等。必要时可以按达到的CSS与预期的CSS比值调整剂量或给药速度(RA)。
10. 分次定时定量给药时,CSS上下波动。当每
t1/2给药一次时,其峰值(CSS- max)与谷值(CSS- min)的比值为2,缩短给药间隔可以减少CSS波动。
11.
量,即负荷剂量(D1)可以立即达到CSS。
每t1/2给药一次时,首次给予加倍剂
五、房室模型
以上所述各种药动学公式都是将机体视为一个整体空间,假设药物在其中转运迅速,瞬时达到分布平衡的条件下推导而得的。实际上机体绝非如此简单,不仅有血浆、细胞外液及细胞内液等间隔,而且各组织细胞间存在着无数的区间。静脉注射药物的时量(对数标尺)关系并非直线,而是一条由无数区段组成的连续弧线。粗略地看可见早期一段快速下降,后来才逐渐稳定缓慢下降。这是因为药物进入血液循环后快速向组织分布,首先进入血注量大的肺、肾、心、脑等器官,然后再向其他组织分布,最后达到平衡(假平衡)。因此设想机体由几个互相连通的房室(compartment)组成。这个房室不是解剖学上分隔体液的房室,而是按药物分布速度以数学方法划分的药动学概念。多数药物按二房室模型转运(少数单房室或多房室),中央室大致包括血浆及那些血流量多的器官,周边室包括机体其余部分,界限并不明确。时量曲线因此也只能大致分为分布相及消除相两个指数衰减区段(图3-10)。其药动学规律与单房室不同,如C=Ae-αt +Be-βt,α及β分别为分布相(A)及消除相(B)的消除速率常数。而且在分布相中Vd逐渐增大,ke(α)逐渐减少,t1/2逐渐延长,因此药动学计算需要特殊处理。即使在消除相,血药浓度稳定线性下降,各组织浓度及其下降速度也不尽相等,故称假平衡。可见问题非常复杂。
图3-10 二房室模型时量曲线 A.分布相(实线)及分布曲线(虚线) B.消除相(实线)与消除曲线(虚线)
正由于问题过于复杂,临床应用诸多不便,实际运算也存在诸多困难。房室模型并非药物固有的药动学指标,机体也无此解剖学间隔,即使运用电子计算机拟合也不一定获得明确的划分。用同一药物试验,在某些人呈二室模型,另些人可能呈一室或三室模型。同一药物静脉注射时呈二室模型而口服则呈单一房室模型。在分布相时药物实际上已开始消除,到达消除相时可能已有相当分量的药物已被消除。如果用血管外给药(口服、肌注等)分布相常被吸收相掩盖。这些时相的划分仅靠血药浓度的测定。如果早
期(此时血药浓度变化较快)取样间隔过疏,很难据此准确划分时相,因此,越来越多的临床家及研究者
逐渐放弃房室模型而转向采用适用于所有药物的无房室方法(noncompartmental medtod)来解决实际问题,对此,有待今后深入学习。
从另一方面看,时量曲线在达到假平衡后已呈单一指数衰减的直线,此时房室划分已无需要,可以按β值计算t1/2及其他实用的药动学指标。
AUC是与房室无关的药动学指标,可用实验方法测定。AUC(0-∞)=C0/ke,或AUC(T-∞)=CT/β,T是消除相开始的时间。再用AUC算出Vd及Cl:
Vd=A/AUCβ,CL=A/AUC
中山医科大学 孙家钧
范文二:HIV药代动力学
体外释药动力学研究 -紫外分光光度
(1-; 4-; 5-; 6-; 8-; )体外释放研究方法包括:动态膜 透析法 ;水平扩散池法;渗析扩散 技术;反相渗析技术;超速离心法;超滤法;离心超滤技术等。
检测波长的确定
称取原料药适量,并用适当的稀释液稀释成适当的浓度,稀释液为空白,在 200~400 nm波 长范围内扫描,观察其吸收峰,从而确定检测波长;
释放介质的选择
分别考察其在不同释放介质 (水、盐酸、 PBS 、 KCl 和 NaCl) 中的体外释药特征。
在各个释放介质中的释药参数
1、 标准曲线的测定
将标准品用不同的释放介质等比稀释成适当浓度的标准溶液,以吸收度 A 对浓度 C 进行线 性回归处理,得浓度与吸光度的线性回归方程。
2、精密度实验
精密称取标准品适量,用各释放介质配制低、中、高()三种浓度标准溶液,按上述方法测 定吸收度 A 。一天内测定 5次计算日内精密度;每天测定一次,连续测定五天,计算日间精 密度。
3、回收率实验
精密量取标准溶液适量,用各释放介质配制低、中、高 ()三种浓度标准溶液,按上述方法测 定吸收度 A ,计算回收率。
4、累积释药百分率测定
1)精密称取适量药物,照中国药典 2005版二部附录 XD 第二法操作,在各个释放介质中, 转速 100 r/min,按预定时间每次取样 5 mL ,立即补加等量同质释放介质,在?? nm 下测
定吸光度,代入标准曲线计算药物的释放百分率 (Q)。并将各组数据两两组合计算 f 2(相似因 子值 ) ,比较其体外释药行为。其中, n 指溶出的时间点, R t 和 T t 分别为参比和供试制剂在 t 时间点的累积溶出度, w 为权重系数 (设为 1)
。
2)采用动态膜透析法进行体外释药实验。精密量取 5mg 样品置于透析袋中,将含药透析袋 置于 100ml 释放介质中,温度为 37±0.5℃,转速为 100r /min ,分别于 0. 5、 1、 2、 4、 6、 8、 12、 24、 36、 60h 定时从袋外缓冲液中取出 3ml ,立即补加等量同质释放介质。以磷酸 缓冲液 (pH6. 8) 为空白,于?? nm 处测吸收度 A ,计算累计释放百分率 (Q)。
5、在各个释放介质中释药动力学分析
将样品的释药行为进行释药数学模型拟合,拟合优度和数学释放模型(8-)
体内药代动力学实验 -高效液相色谱法
药物在体内的吸收及分布 (1-; 2-; 3-; 15-; 16-; 17-; )
药时曲线
药代动力学参数:根据试验中测得的各受试动物的血药浓度 -时间数据,求得受试物的主要 药代动力学参数。静脉注射给药,应提供 t1/2(消除半衰期) 、 Vd (表观分布容积) 、 AUC (血药浓度 - 时间曲线下面积) 、 CL (清除率)等参数值;血管外给药,除提供上述参数外 , 尚应提供 Cmax 和 Tmax (达峰时间)等参数,以反映药物吸收的规律。另外,提供统计矩 参数,如 : MRT (平均滞留时间) 、 AUC(0-t) 和 AUC(0-∞ ) 等,对于描述药物药代动力学 特征也是有意义的。
受试动物
小鼠,雌雄各半,体重 20±2g ,购买后适应性饲养 48h 。给药前 12h 禁食不禁水,以排除食 物对药物吸收的影响。
溶液配制方案
1、小鼠口服给药溶液 准确称取样品适量,溶入生理盐水(或 DMSO ) 。
2、小鼠静脉注射给药溶液 同上
3、对照品溶液 精密称取样品原料药 10 mg,置于 100 mL容量瓶中,加流动相配成浓度为 100μg ? mL -1的储备液,再将储备液用流动相稀释为 10、 25、 50、 250、 500、 1000、和 2500 ng ? mL -1系列标准对照溶液,置 4 ℃冰箱内保存待用。
4、 内标溶液 精密称取标准品 5mg , 置于 100 mL 容量瓶中配成浓度为 50 μg ? mL -1的储备 液;用流动相稀释成浓度为 25μg ? mL -1的内标溶液,置 4 ℃冰箱内保存待用。
给药方案
为保证最佳采样点,在正式试验前,选择 2~3 只动物进行预试验,然后根据预试验的结果, 审核并修正原设计的采样点。
给药前需要采血作为空白样品。为获得给药后的一个完整的血药浓度 -时间曲线,采样时间 点的设计应兼顾药物的吸收相、平衡相(峰浓度附近)和消除相。一般在吸收相至少需要 2~3 个采样点,对于吸收快的血管外给药的药物,应尽量避免第一个点是峰浓度(Cmax ) ; 在 Cmax 附近至少需要 3 个采样点;消除相需要 4~6 个采样点。整个采样时间至少应持续 到 3~5 个半衰期,或持续到血药浓度为 Cmax 的 1/10~1/20。
1、单次给药
口服:给小鼠灌胃样品溶液,并与给药后 0.25、 0.5、 0.75、 1、 1.5、 2、 2.5、 3、 4、 6、 8、 10 h,眼球取血,置于肝素化离心管中, 3000 r? min -1离心分离取上清血浆,于 - 20 ℃冰箱 中保存待测。
静脉注射:给小鼠静脉注射样品溶液,并与给药后 0.08、 0.25、 0.5、 0.75、 1、 1.5、 2、 2.5、 3、 4、 6、 8、 10 h,眼球取血,置于肝素化离心管中, 3000 r? min -1离心分离取上清血浆,于 - 20 ℃冰箱中保存待测。
对血浆样品的测定按 “血浆样品预处理” 项下操作,每日建立一条标准曲线,同时分析低、 中、高 (双样本 ) 的质控样品,根据当日标准曲线计算各取样时间点的样品浓度和质控样品浓 度,质控样品的相对偏差在±15 %之内时,当日数据方可接受。
2、多次给药
口服:连续 5日给小鼠灌胃样品溶液,并于第 1日,第 5日分别采血(采样时间点为给药后 0.25、 0.5、 0.75、 1、 1.5、 2、 2.5、 3、 4、 6、 8、 10 h) 。眼球取血, 3000 r? min -1离心分离取 上清血浆,于 - 20 ℃冰箱中保存待测。
静脉注射:同上
注:多次给药需测定以下参数:
各个(和各组)受试动物首次给药后的血药浓度 -时间数据及曲线和主要药代动力学参数。 各个(和各组)受试动物的 3 次稳态谷浓度数据及平均值、标准差。
各个(和各组)受试动物血药浓度达稳态后末次给药的血药浓度 -时间数据和曲线,及其平 均值、标准差和曲线。
比较首次与末次给药的血药浓度 - 时间曲线和有关参数。
各个(和各组) 平均稳态血药浓度及标准差。
色谱条件
样品的采集、保存及预处理
1、血浆样品的采集、保存及预处理(7-; 2-; )
眼眶取血,肝素抗凝, 3000 r? min -1离心分离取上清血浆,于 - 20 ℃冰箱中保存待测。 离心管中依次加血浆样品 200 μL (对于浓度超出线性范围的样品,先用空白血浆稀释) , 水 200μL , 流动相 100 μL , 内标溶液 50μL , 磷酸盐缓冲液 (pH7.4) 200μL , 旋涡 1 min, 旋涡 3 min,在 3000 r? min -1下离心 10 min,取上清液,在 40 ℃水浴中,氮气流吹干,再加
入 200μL 流动相溶解,漩涡 1 min,取 20μL 样品进样。
2、组织样品的采集、保存及预处理(15-; )
分别于给药后 O . 17, 0. 5, 1. 0, 3. 5 h取血后处死,立即解剖采集脑、心、肺、肝、脾、 肾、 卵巢 (睾丸、 附睾) 等组织, 组织用生理盐水冲净表面残留血液及内容物后, 称重, -20℃ 冷冻保存。
分别取各组织加入 1mL 水匀浆, 3000 r? min -1离心分离取上清。
离心管中依次加组织样品 200 μL ,水 200μL ,流动相 100 μL ,内标溶液 50μL ,磷酸盐 缓冲液(pH7.4) 200μL ,旋涡 3 min,在 3000 r? min -1下离心 10 min,取上清液,在 40 ℃ 水浴中,氮气流吹干,再加入 200μL 流动相溶解,漩涡 1 min,取 20μL 样品进样。 方法的专属性
1、空白血浆、空白血浆外加样品、空白血浆外加样品和内标、给药后血浆样品外加内标按 “血浆样品预处理” 项下方法操作处理后色谱图。 检测血浆中的内源性杂质是否干扰药物及 内标的测定。
取空白血清,除不加内标溶液并另外补加 50μL 流动相外,其余按“血清样品的处理”项 下方法操作, 获得空白样品的色谱图; 将对照品系列溶液 (相当血清浓度分别为 2, 2. 5. 2. 5ng /mL) 和内标溶液 (200ng/mL) 加入空白血清中,依同法操作,获得相应的色谱图;同法处 理,得到小鼠给药后血清样品色谱图。
((1-; )精密量取标准储备液 lml 置 10ml 容量瓶中,加流动相稀释定容,配成浓度约为 1μg /ml 的溶液,进样 20μL , ;取小鼠空白血浆,按血浆样品处理方法处理,进样 20μL , 得小鼠空白血浆色谱图, 将一定量的标准储备液加入到小鼠空白血浆中, 同法操作, 得对照 品色谱图。 )
2、取空白组织匀浆上清液,除不加内标溶液外,其余按“组织样品的处理”项下方法操作, 获得空白样品的色谱图;将对照品系列溶液和内标溶液加入空白组织样品中,依同法操作, 获得相应的色谱图; 同法处理, 得到小鼠给药后组织样品色谱。 检测组织中内源性物质是否 干扰样品和内标的测定。
最低检测限
采用信号与噪音比方法,以?? nm 为检测波长,把一系列已知低浓度标准品血样溶液与空 白血样溶液处理后,分别进样 20μL ,记录色谱图。把此系列 AZT 标准品血样溶液的信号 与空白血样的信号进行对比,以信号/噪音 =3:1时的浓度为最低检测限,得最低检测限。 标准曲线(7-; )
1、小鼠血浆标准曲线的建立
取空白血浆 200μL ,加入标准系列溶液 50μL ,除不加 100μL 流动相外,其他按“血浆样 品预处理” 项下方法操作。在分析方法建立阶段, 每个浓度平行进行 3个样本的分析, 重复 三个分析批; 分别以生物样品中待测物 (ART)的浓度 (C)为横坐标, 以 ART 与内标 IS 的峰面 积比 (R)为纵坐标,得直线回归方程,即为标准曲线。 ART 的线性范围为 2 - 500ng? mL -1,质 谱响应的线性关系良好。
2、小鼠组织器官标准曲线的建立
取空白组织匀浆上清液 200μL , 加入对照品系列溶液 50μL , 配制相当于浓度为 5, 20, 50, 100, 200, 500, 1000ng /mL 的组织样品,按“组织样品的处理”项下操作,建立标准曲 线,以待测物浓度为横坐标,待测物与内标物色谱图的峰面积比值为纵坐标,记录色谱图, 求得峰面积 A ;以峰面积 A 对浓度 C 进行线性回归处理,得回归方程。
精密度及准确度(相对回收率)试验
1、小鼠血浆精密度实验
取空白小鼠血浆 100μL , 根据血浆标准曲线线性范围, 按 “血浆样品预处理” 方法配制低、 中、高 3个质量浓度的样品,进行 6个样品分析,连续测定 3 d,用当日标准曲线计算样品 的质量浓度,从而考察方法的日内精密度 (RSD)和准确度 (RE)。代入当天的标准曲线求出其 实测浓度,计算实测浓度的 RSD 值,即为日间 RSD 。第一天处理后的样品于日内 4h 、 6h 、 8h 测定,同日间 RSD 求算方法算得日内 RSD 值。要求日内及日间精密度数值的 RSD 在 4-15%范围内。 准确度是通过计算测定浓度与初始浓度的符合程度来评价系统偏差的, 要求 回收率在 85%一 115%之间。
相对回收率 =测得量 /加入量 *100%
2、小鼠组织器官精密度实验
取空白小鼠组织匀浆 200μL ,根据组织标准曲线线性范围,按“组织样品预处理”方法配 制低、中、高 3个质量浓度的样品,进行 6个样品分析,连续测定 3 d,用当日标准曲线计 算样品的质量浓度,从而考察方法的日内精密度 (RSD)和准确度 (RE)。要求日内及日间精密 度数值的 RSD 在 4-15%范围内。准确度是通过计算测定浓度与初始浓度的符合程度来评价 系统偏差的,要求回收率在 85%一 115%之间。
提取回收率实验(绝对回收率)
1、小鼠血浆提取回收率实验
取低、中、高 3个浓度的标准系列溶液,按“标准曲线的制备”项下操作,以空白血清提取
前加入标准溶液和提取后加入标准溶液所获得的色谱峰面积之比,考察样品的提取回收率。 每一浓度进行 3样本分析。
2、小鼠组织器官提取回收率实验
取低、中、高 3个浓度的标准系列溶液,按“标准曲线的制备”项下操作,以空白组织提取 前加入标准溶液和提取后加入标准溶液所获得的色谱峰面积之比,考察样品的提取回收率。 每一浓度进行 3样本分析。
稳定性
配制血浆中低、中、高 3个浓度的 QC 样品,按下述方法处理,考察样品稳定性:(1)经反 复 3次 -20℃冰冻,室温溶解后,测定样品浓度; (2)室温放置 24h 后测定样品浓度; (3)样品 处理后室温放置 24 h, 测定样品浓度。 每种处理方法下每个浓度均进行 3样本分析, 计算测 定值与加入值之间的平均相对误差。
血药浓度测定
样品测定时随行标准曲线。 血浆按血样预处理方法和测定方法进行处理和测定, 组织按组织 样品预处理方法和测定方法进行处理和测定, 把待测物与内标物的峰面积之比带入当天的标 准曲线,计算出未知样品的浓度,以 Qc 样品是否合格决定该批样品测定结果的取舍。 药代动力学研究
以上所述方法用于测定小鼠口服和静脉给药后的血浆中各药物浓度,所测数据经过 DAS 、 PHARMFIT 软件进行数据处理,得到各药物的药代动力学参数。
排泄 (3-; )
实验动物
Wistar 大鼠,雌雄各半,体重 200— 240g 。购买后适应性饲养 48h 。给药前 12h 禁食不禁水, 以排除食物对药物吸收的影响。
大鼠体内排泄实验给药方案及样品采集
胆汁样品采集 Wistar 大鼠 4只,实施胆汁插管手术后恢复 2h ,并同时收集空白胆汁;以 2.5mg/kg的剂量尾静脉注射或 90mg/kg的剂量灌胃给药,分别收集给药后 0. 2、 2-4、 4-6、 6-8、 8-10、 10— 24和 24-48h 各时间段的胆汁样品,记录体积, -200C 冷冻保存。
尿粪样品采集 Wistar 大鼠 8只置于代谢笼中,收集空白尿样和粪样; 24h 后尾
静脉注射给予 2.5mg/kg的剂量尾静脉注射或 90mg/kg的剂量灌胃给药, 分别收集给药后 0-4、 4— 8、 8— 12、 12— 24、 24— 36、 36— 48、 48— 60、 60, 72、 72— 84、 84-96和 96— 120h 各 时问段的尿样及粪样,尿样记录体积;粪样称重, -200c 冷冻保存。
样品预处理 (15-; )
1、胆汁样品预处理 离心管中依次加胆汁样品 200 μL ,水 200μL ,流动相 100 μL ,内 标溶液 50μL ,磷酸盐缓冲液(pH7.4) 200μL ,旋涡 3 min,在 3000 r? min -1下离心 10 min, 取上清液,在 40 ℃水浴中,氮气流吹干,再加入 200μL 流动相溶解,漩涡 1 min ,取 20μL 样品进样。
2、尿样预处理 离心管中依次加尿样 200 μL ,水 200μL ,流动相 100 μL ,内标溶液 50μL ,磷酸盐缓冲液(pH7.4) 200μL ,旋涡 3 min ,在 3000 r ? min -1下离心 10 min,取上清 液,在 40 ℃水浴中,氮气流吹干,再加入 200μL 流动相溶解,漩涡 1 min,取 20μL 样品 进样。
3、粪样预处理 取粪样研碎后,加入 1mL 水匀浆, 3000 r? min -1离心分离取上清。
离心管中依次加粪样 200 μL ,水 200μL ,流动相 100 μL ,内标溶液 50μL ,磷酸盐缓冲 液(pH7.4) 200μL ,旋涡 3 min,在 3000 r? min -1下离心 10 min,取上清液,在 40 ℃水浴 中,氮气流吹干,再加入 200μL 流动相溶解,漩涡 1 min,取 20μL 样品进样。
分析方法
参照血浆及组织样品分析方法
范文三:药代动力学
药代动力学 目录
1 药代动力学性质(DMPK )药代动力学概念
1 对药代动力学性质的要求
1
1 药物的理化性质与药代动力学药物的体内过程
1 药代动力学参数
1
1
1 吸收部位
1
1
1
1 药物的理化性质与药物分布血浆蛋白结合对药物分布的影响
1
1
1 药物的理化性质与药物代谢药物的生物转化的过程
1
1
1 药物经胆汁排除
1
1
1 延长作用时间 对代谢部位的封闭或预活化
1 计算机辅助的药代动力学筛选
药代动力学性质(DMPK )
科。 包括药物消除动力学 一级消除动力学:单位时间内消除的药量与血浆药物浓度成正比,又叫恒比消除。 零级消除动力学:单位时间内体内药物按照恒定的量消除,又叫恒量消除。
对药代动力学性质的要求
给药方便:口服有效, 一次或两次/日(消炎镇痛药、抗高血压药物、抗菌药常用药) 靶向分布或靶向活化:抗肿瘤药物 起效快:抗过敏药物、镇痛药物 药物相互作用少:有利于联合用药,如降脂药与抗高血压药物的合用 长期使用不产生耐药性:如抗菌药、抗癌药、抗病毒药。 无蓄积:如果药物或其代谢物不能通过有效途径排出体外, 会在体内蓄积, 产生毒性.
药代动力学性质的重要性
随着药物化学的发展及人类健康水平的不断提高,对药物的药代动力学性质的要求越来越高:判断一个药物的应用前景特别是市场前景,不单纯是疗效强,毒副作用小;更要具备良好的药代动力学性质。肽类药物就是最典型的例子。一般来说,体内的许多生物活性肽如内啡肽等均具有高效低毒的特点,但是,体内不稳定,口服无效。 编辑本段药物的理化性质与药代动力学 药物的体内过程
吸收:药物口服后,进入消化道,在不同部位,如口腔、胃、肠吸收,进入血液。 分布:进入血液的药物进入作用部位,产生治疗作用或毒副作用。 代谢转化:药物在肝脏或胃肠道通过酶催化的一系列氧化还原反应发生生物转化。 排泄:药物或代谢物经肾(尿)或胆汁(粪)或呼吸排泄。 为了表述的方便,常把体内过程分为三个时相: 药剂相:片剂或胶囊崩解、溶出,成为可被吸收的形式。(药剂学研究内容。) 药代动力相:药物吸收、分布、代谢与排泄。(药代动力学研究内容。) 药效相:药物与作用靶点相互作用,通过刺激和放大,引发一系列的生物化学和生物物理变化,导致宏观上可以观察到的活性或毒性。(药理学或毒理学研究内容。) 三个时相依次发生,但是可能同时存在:如缓释药物,一部分药物已完成分布、发挥药理作用,但是另一部分还在释放和吸收的过程中。特别是药代动力相和药效相一般同时存在。
药代动力学参数
一、吸收 溶出度:药物分子在消化道中溶解的程度 生物利用度:药物
吸收的程度 绝对生物利用度 最大血药浓度(Cmax) 达峰时间(Tmax)
二、分布 由于体内环境的非均一性(血液、组织),导致药物浓度变化的速度不同。 隔室(compartment):同一隔室药物浓度的变化速度相同,均相。 一室模型:药物进入血液迅速分布全身,并不断被清除。 二室模型: 药物进入体内后,首先快速分布于组织中,然后进入较慢的消除过程。 表观分布体积
(Vd)(aparent volume of distribution):表征药物在体内被组织摄取的能力。表观容积大的药物体内存留时间较长。 药物浓度-时间曲线下面积(AUC);系统药物暴露(Systemic Exposure) 血脑屏障;蛋白结合率;分布半衰期(t 1/2(α) 三、消除 消除(elimination):原药在体内消失的过程。包括肾(尿)或胆汁(粪)或呼吸排泄及代谢转化的总和。 消除速率常数(elimination constants): 反映药物在体内消失的快慢。不完全反映药物的作用时间(代谢物也有活性)。 半寿期或半衰期(t1/2):药物浓度或药量降低50%所需的时间。消除半衰期t1/2(β) )Terminal Half-life ,Elimination Half-life。 清除率(clearance ,廓清率)或肾清除率(renal clearance ):反映药物或代谢物经肾被 排出体外的速度。
药物-机体相互作用
一方面是药物对机体的作用,产生药效、毒性或副作用,表现为药物的药理作用或毒理作用,决定于特定的化学结构,具有较强的结构特异性。 另一方面是机体对药物的作用:吸收、分布,生物转化和排泄,表现为药物的药代动力学性质。主要取决于药物的溶解性、脂水分配系数、电荷等药物分子整体的理化性质,结构特异性不强。 编辑本段药物的理化性质与吸收
药物的吸收
是药物由给药部位通过生物膜进入血液循环的过程。
吸收部位
消化道(口服给药,口腔、胃、小肠、大肠)、呼吸道(鼻腔给药,肺)、肌肉(肌肉注射)、粘膜(栓剂)。 吸收部位不同,药物被吸收的程度和快慢,有差异(静注、肌注;皮下给药,口服。) 共性: 药物是通过生物膜吸收的。
吸收过程
扩 散 被动扩散:扩散速率与浓度梯度成正比;无特异性;无饱和性;药物
分子必须具备合适的脂水分配系数。大部分化学药物是通过被动扩散途径吸收的。 膜孔扩散:分子量小于100的物质。 易化扩散:需转运载体的参加,有饱和性和
特异性;但需要一定的浓度梯度。如细胞摄入葡萄糖、甲氨蝶呤、小肠吸收VB12 。 转 运
主动转运: 扩散速率与浓度梯度无关;有结构特异性(机体所必需的营养分子如氨基酸,可作为药物转运的载体)、有饱和性;毋须具备一定的脂水分配系数;是耗能过程。 离子对转运:强解离性的化合物如磺酸盐或季铵盐与内源性物质结合成电荷中性的离子对,再以被动扩散的途径通过脂质膜。 胞饮作用:脂肪、油滴、蛋白质等。细胞受体介导。 首过效应:小肠吸收的药物经门静脉进入肝
脏,在肝脏中代谢 肠肝循环:肝脏中的药物随胆汁分泌到胆囊,再由胆囊排到小肠,最后在小肠吸收经门静脉进入肝脏。
药物理化性质对药物吸收的影响
1、水 溶 性 水是药物转运的载体,体内的介质是水。药物在吸收部位必须具有一定的水溶解度,处于溶解状态,才能被吸收。因此,要求药物有一定的水溶性。 极性(引入极性基团可增加水溶性)、晶型(对药物生物利用度的影响受到越来越多的重视)、熔点均影响溶解度,从而影响药物的吸收,影响生物利用度。 2、脂 溶 性 细胞膜的双脂质层的结构,要求药物有一定的脂溶性才能穿透细胞膜。进得
来(一定的脂溶性),出得去(一定的水溶性)。 将易解离的基团如羧基酯化。 通过化学结构的修饰,引进脂溶性的基团或侧链,可提高药物的脂溶性,促进药物的
吸收,提高生物利用度。 3、离 解 度 药物只能以分子形式通过生物膜。 生物膜本身带有电荷,相吸,进得来,出不去;相斥:进不来。 离子具有水合作用,药物分子体积增大,不能通过生物膜微孔。 因此,离解度越大,吸收越差。 离解度与药物的离解常数和吸收部位的pH 有关。同一药物在不同部位的解离度不同,吸收程度不同。弱酸性药物在胃中的解离度小,易被吸收;在肠道,弱碱性药物解离度小,是弱碱性药物的主要吸收部位。 强酸强碱药物及离子性药物,难以吸收。但是进入细胞后也难以出来。 4、分子量 同系列的化合物中,分子量越小,越易被吸收。 口服有效的药物的分子量一般在500以下。 体内环境对药物吸收的影响
表面积、药物停留时间、pH 影响药物的吸收。 口腔:起效快,直接进入循环。舌下含片、口崩片。接触面积小,适合小剂量药物。 胃:血液循环好、停留时间长,pH 偏酸。适合弱酸性药物吸收。胃刺激。 小肠:pH 适中,表面积大,停留时间长。首过效应。 大肠:表面积小;可进行药物转化 直肠:血流较丰富,直接进入血液,避免胃肠道刺激和肝脏代谢。 药物的理化性质与分布 药物分布是指药物透过毛细管,离开血液循环;借助血液的流动到达作用部位;借助浓度的差异,经被动扩散,进入组织器官中。 毛细血管由脂质性物质构成,管壁上的孔隙可自由通透水溶性的小分子或离子。 血脑屏障:特殊的内皮细胞构成,没有间隙。穿越血脑屏障的药物,一般有较高的脂溶性。
编辑本段药物的理化性质与药物分布
亲脂性:向组织分布,必须通过细胞膜。 合适的脂水分配系数。 电荷: 带电分子难以通过细胞膜和血脑屏障与组织或蛋白的结合,与血浆蛋白结合,不能穿越细胞膜或血管壁,不能扩散入细胞内,也不能被肾小球过滤,影响分布容积、生物转化和排泄速度。
血浆蛋白结合对药物分布的影响
与血浆蛋白的结合能够维持较平稳的血药浓度,因此调整药物分子中的非活性必须结构,可以改变结合与解离的平衡,延长药物的作用时间。 由于这是一种非特异性结合的可逆性结合,不直接影响疗效,但是影响药代过程,因而间接地影响受体部位的药物有效浓度。 不能被肾小球过滤,影响分布容积、生物转化和排泄速度。
影响药物与血浆蛋白结合的因素
亲脂性强的药物与组织蛋白或脂肪组织的亲和力高,结合较强:起长效作用。 烷基、芳环基、卤素等疏水性基团,增加与蛋白的结合亲和力。 可离解性的药物,也可通过电荷相互作用与蛋白结合。 药物的立体结构影响药物与血浆蛋白的结合。 手性药物的不同光学异构体具有不同血浆蛋白结合作用。
特异性分布与靶向给药
利用某些组织对特定配基的选择性识别和结合作用,将药物分子与这些配基偶联,将药物分子选择性投放于特定的组织,以提高药物作用的选择性。 主动靶向:如抗体导向药物;受体靶向药物 被动靶向:利用组织的屏障作用,将药物包裹于脂质体或微球中,避免药物向非作用部位分布,以免代谢失活或产生毒副作用。 编辑本段药物的理化性质与药物代谢 药物在体内发生的化学变化,就是生物转化,也就是代谢。 从理化性质上看,药物生物转化的结果,是使其增加极性和水溶性,以利于排泄,是机体的一种保护性机制。 从生物学性质上看,药物的代谢物的可能失去活性,也可能提高活性或产生毒性;特别是代谢的中间体,化学活性较强,可能具有较强的毒副作用。 药物的生物转化的过程
第一步,通过氧化、还原或水解作用,在分子结构中引入(氧化)或暴露出(还原或水解)极性基团,如:-OH ,-COOH ,-SH ,-NH2等。 氧化作用有可能形成活性产物如环磷酰胺就是通过氧化代谢形成活性代谢物而发挥抗癌作用的;也可能产生毒副作用。 第二步:极性基团与葡萄糖醛酸、硫酸、甘氨酸或谷胱甘肽共价结合,生成极性大、易溶于水和易排出体外的结合物。这是解毒过程。 药物代谢对药学性质的影响 药物代谢的结果是药物的失活、活化或产生新的毒性。 影响药物代谢的因素
由于代谢酶的个体差异,会引起药效或毒性的个体差异,造成药学性质的不可预测性 由于不同药物共用同一种代谢酶,引起药物的相互作用 由于代谢一般在肝脏进行,代谢过程中会产生化学活性较高的中间体,从而带来肝脏毒性。 年龄、种属、遗传、性别等的不同,药物代谢酶的种类和数量会有所不同。 药物对代谢酶也有诱导或抑制作用,从而产生耐药性和药物相互作用。 代谢机理相同的药物,合并用药时,药代动力学性质会发生改变,产生药物相互作用。肝功能异
常,也会影响药物的药代动力学性质。
编辑本段药物的理化性质与药物排泄 药物经肾排泄
肾小球过滤 游离状态的药物及代谢物都能被肾小球过滤;过滤速度取决于游离药物的浓度,没有结构特异性。 肾小管的主动分泌:与分配系数有关,有饱和性。 肾小管的重吸收:不带电荷的药物分子穿越肾小管上皮细胞的脂质膜,又回到血液。为被动扩散过程。与极性、电荷、解离度、脂溶性等有关。
药物经胆汁排除
具有极性基团,分子量较大。 与葡萄糖醛酸等结合,由胆汁排泄。 结合物水解,被小肠吸收,进入肠肝循环。 影响药物的作用时间。 排泄途径
机理相同的药物,合并用药时,药代动力学性质也会发生改变,产生药物相互作用。 肾功能的异常会引起药物蓄积,产生毒副作用。
编辑本段药代动力学与新药设计 优化药代动力学[1]性质,是药物设计的重要内容之一。通过结构改造或分子设计优化药物的吸收与分布,能够突破国外专利保护药。一般来说,对药代动力学性质的优化,不涉及药物的基本结构,因此,成功的几率较高,有可能以最小的成本,获得具有自主知识产权的药物。根据代谢研究的结果,进行结构优化,实现药代性质的可预测性或可控性,减少个体差异和药物相互作用。
从代谢物中发现先导物或药物
代谢物作为药物起效更快(本身即为活性形式) 、作用更强或副作用更小、药物相互作用小(毋需进一步代谢)。如从特非那定到非索那定,氯雷他定到Desloratadine ,阿司咪唑到降阿司咪唑,西沙必利到降西沙必利.
根据药物代谢机理设计前药或软药
提高生物利用度 靶向释放:利用靶组织或靶器官特有的酶或pH 的差异,实现前体药物的定位水解,以提高作用的选择性。 抗肿瘤药物研究中的酶-前体药物疗法:将酶(体内没有)选择性投放(抗体导向或受体靶向)或表达(基因靶向)于靶组织,前体药物水解,释放细胞毒药物分子。 改善生物利用度 设计软药,实现可控代谢,如降糖药瑞格列奈和那格列奈的设计,起效快,药效时间短,能够有效控制餐后血糖的升高,同时避免低血糖和肥胖的副作用,更生理性地调节血糖水平,被称为象胰岛一样思考的药物。
延长作用时间 对代谢部位的封闭或预活化
根据药代动力学的研究结果, 封闭药物代谢位点, 阻断不利的药物代谢。如苯环上
氟取代以阻断苯环上不利的代谢事先引入代谢基团, 如羟基等,提高药物活性或加快起效时间。
计算机辅助的药代动力学筛选
药代动力学筛选 临床前药代动力学的评价已经越来越早的介入药物开发研究的过程: 体外药效学-体内药效学-安全性-药代动力学 体外药效学-药代动力学-体内药效学-安全性 与高通量药效学筛选技术的发展相似,高通量药代动力学筛选的方法也正在建立,并得到应用。同样,为了提高药物设计的科学性,发展了计算机辅助虚拟筛选技术,建立和优化模型 ,通过模型进行虚拟筛选,如降脂新药Enzetimbe 的发现。药代动力学的虚拟筛选技术也已经受到药物化学家的重视
范文四:药代动力学
第一章 概述
【什么是药物代谢动力学?】
答:药物进入机体后,出现两种不同的效应。一是药物对机体产生的生物效应,包括药物对机体产生的治疗作用和毒副作用,即所谓的药效学(pharmacodynamics )和毒理学(toxicology )。另一个是机体对药物的作用,包括药物的吸收、分布、代谢和排泄,即所谓的ASME 、药物代谢动力学是定量研究药物在生物体内吸收、分布、排泄和代谢规律的一门学科。
第二章 药物体内转运
【药物跨膜转运的方式及特点】
1. 被动扩散:药物是借助于在生物膜中的脂溶性顺浓度差跨膜转运的。药物的脂溶性往往取决于离子化程度。
特点:①顺浓度梯度转运②无选择性,与药物的油/水分配系数有关(通透系数P )③无饱和现象④无竞争性抑制作用⑤不需要能量
2. 孔道转运:水和某些电解质,与药物的分子结构和大小有关。转运速率主要取决于相应组织的血流速率以及生物膜的性质,而与脂溶性与pH 梯度关系不大。
特点:①主要为水和电解质的转运②转运速率与所处组织及膜的性质有关
3. 特殊转运 (包括:主动转运、载体转运、受体介导的转运)
特点:①逆浓度梯度转运②常需要能量③有饱和性④有竞争性抑制作用⑤有选择性
4. 其他转运方式
包括:①易化扩散 类似于主动转运,但不需要能量 ②胞饮 主要转运大分子化合物
首过效应:口服给药,药物在达到体循环之前,经肠道、肠壁和肝脏的代谢分解,使进入体内相对药量降低,这种现象称为首过效应(first pass effect)
【影响药物吸收的因素有哪些】
①药物和剂型的影响②胃排空时间的影响③首过效应④肠上皮的外排⑤疾病⑥药物相互作用
【研究药物在胃肠道中吸收的常用方法】
(1)在体回肠灌流法:在动物麻醉状态下,不切断血管和神经,将待研究的肠段两端结扎,肠管插管,洗净肠内容物,构成循环回路,使药物在肠腔内循环。不同时间测定灌流液中药物浓度变化,可以获得药物在肠内吸收情况。本法能避免胃内容物和消化道固有生理活动对结果的影响。
(2)肠外翻囊法:该方法可根据需要研究不同肠段的药物吸收或分泌特性及其影响因素。
(3)Caco-2(Cancer colon )细胞模型:优点:①可作为研究药物吸收的快速筛选工具;②在细胞水平上研究药物在小肠黏膜中的吸收、转运和代谢;③可以同时研究药物对黏膜的毒性;④由于Caco-2细胞来源于人,不存在种属的差异性;⑤重现性好。
缺点:①酶和转运蛋白的表达不完整,此外来源,培养代数,培养时间对结果有影响;②缺乏粘液层,需要时可与HT-29细胞共同培养。
(4)整体动物实验法:灌胃,口服后与静注相比。
药物在其他部位吸收
1. 药物在口腔黏膜中吸收:吸收快速避免首过效应
2. 药物在直肠中吸收:避免首过效应,避免胃肠道刺激
3. 药物透皮肤吸收:剂量小,局部给药,脂溶性
4. 药物在肺部中吸收:表面积大,吸收快,避免酶作用
5. 药物在眼部吸收:简单经济,可以避免肝脏首过效应,对免疫反应不敏感,适合于蛋白质,多肽类药物。
6. 药物在鼻腔粘膜中吸收
7. 药物在肌肉中吸收:注射容量有限吗,肌肉血流量影响吸收速率
【药物血浆蛋白结合率常用测定方法的原理及注意事项】
1. 平衡透析法
原理:利用与血浆蛋白结合的药物不能通过半透膜这一原理,将蛋白置于一个隔室内,用半透膜将它与另外一个隔室隔开,游离药物可以自由从半透膜自由透过,而与血浆蛋白结合的药物却不能自由透过半透膜,待平衡后,半透膜两侧隔室的游离药物浓度相等。
注意事项:①道南效应:由于蛋白质和药物均带电荷,膜两侧药物浓度即使在透析达到平衡后也不会相等。采用高浓度的缓冲液或加中性盐溶液可以最大限度地降低这种效应。②药物在半透膜上有无保留:药物与膜的吸附影响因素较多,结合程度取决于药物的特点及膜的化学特性,当结合程度很高时,就会对结果影响较大。可设立一个对照组,考察药物与半透膜的吸附程度,如果吸附严重,就应该考虑换膜或者采用其他研究方法。③空白干扰:有时从透析膜上溶解下来的一些成分会影响药物的测定,如用紫外或荧光法,因此在实验之前应该对膜进行预处理,尽可能去除空白干扰。④膜完整性检验:透析结束后,要检查透析外液中是否有蛋白溢出,即检查半透膜的稳定性,如有蛋白溢出,需换膜重复实验。⑤当药物在水中不稳定或易被血浆中酶代谢时,不用此法⑥应防止蛋白质的破坏。 优点:成本低,简单易行
缺点:费时,对不稳定的药物不合适,易被血浆中酶代谢的药不合适
超过滤法ultrafiltration
注意事项:
(1) 根据药物分子量大小采用适当孔径的滤膜
(2) 注意滤膜的吸附问题
(3) 过滤速度要适当快且过滤量不宜多,以免打破药物和血浆蛋白的原有平衡
原理:与平衡透析法不同的是在血浆蛋白室一侧加压力或离心力,将游离药物快速通过滤膜进入另一隔室。而结合型药物仍留在半透膜上的隔室内。
优点:快速,只要有足够的滤液分析即可停止实验,可用于那些不稳定的药物血浆蛋白结合率测定。如采用微量超滤装置,生物样品量大大减少,故该方法可用于在体的血浆蛋白结合率测定。与平衡透析法一样,要注意药物与滤膜的结合问题以及滤膜的孔径问题。
缺点:不同型号的滤过膜,超滤时间,不同压力
影响药物通过血脑屏障的因素
药物因素:药物的脂溶性;相对分子质量
生理因素和病理因素:渗透压;各种作用于中枢神经系统的药物或毒物通过各种方式影响BBB 功能;电荷的改变;各种原因引起的脑损伤;炎症及炎症介质通过各种机制促进BBB 开放
药物相互作用:某些药物可能通过作用于同一载体而影响药物的转运
血脑屏障的试验方法
在体法:快速颈内动脉注射技术、静脉注射给药后脑部取样技术、在位脑灌流技术、在位脑血管灌流/除去毛细血管技术、在体脑微透析技术
离体法:离体脑微血管片技术(脑的来源有人脑、猪脑、牛脑和大鼠脑。最常用的是新生牛脑。制备方法有离心法和过滤法。)
原代脑微血管内皮细胞(BCEC )培养技术:通常用新生牛脑或10日龄的大鼠脑,获得血
管内皮细胞后,根据需要进行细胞摄取试验和转运试验(正向转运和逆向转运)。
药物的排泄
主要途径:肾排泄;胆汁排泄;粪排泄;其他组织器官如肺、皮肤参与某些物质的排泄 多药耐药(MDR ):对药物敏感的肿瘤细胞长期用一种抗肿瘤药物处理后,该细胞对药物敏感性降低,产生耐药性,同时对其他结构类型的抗肿瘤药物敏感性降低。细胞与药物接触后,可以通过多种方式产生耐药性,如降低摄取,增加去毒功能、改变靶蛋白或增加外排。其原因之一是高度表达一类糖蛋白,促进药物外排,降低细胞内药物蓄积。这类糖蛋白属于ABC 类载体。
分类及种类
1. P-糖蛋白(P-GP )
表达部位:在人中,P-GP 主要表达于一些特殊组织如肠、肾、肝、脑血管内皮、睾丸
和胎盘等,成为血脑屏障、血-睾屏障和胎盘屏障的一部分。P-GP 将毒物从细胞排出胞外,保护相应组织,免受毒物的危害。
底物:①钙拮抗剂:维拉帕米②抗癌药:长春新碱、紫杉醇;③HIV 蛋白酶抑制剂:印
地那韦④类固醇类:地塞米松、氢化可的松⑤免疫抑制剂:环孢素A ⑥抗生素类:红霉素⑦其它如吗啡、地高辛。由于底物的广泛性,表现出对多种药物的交叉耐药性。
抑制剂:许多物质可以抑制P-GP 转运底物。多数抑制剂如维拉帕米、环孢素A 等本身也是P-GP 底物,属于竞争性抑制剂。但也有些抑制剂是P-GP 不良底物或不是P-GP 底物。
2. 多药耐药相关蛋白 (MRP)
有MRP1、MRP2、MRP3、MRP4和MRP5。最早是在产生多药耐药的肺肿瘤细胞中
发现的,是多种肿瘤细胞耐药的原因之一。在正常组织中也有MRP1的表达,在肺和睾丸中表达量相对较高。MRP1是两性有机阴离子转运载体,也转运脂溶性药物或化合物,多数底物是葡萄糖醛酸结合或硫酸结合物。
3. 乳腺癌耐药蛋白(BCRP)
(P-糖蛋白(P-GP )、5种多药耐药相关蛋白家族(MRP1、MRP2、MRP3、MRP4、MRP5)、乳腺癌耐药蛋白(BCRP )
人有两种PDG 家族:MDR1,MDR3; 动物有三种:mdra,mdrb,mdr2
第四章 经典的房室模型理论
房室模型:房室模型理论从速度论的角度出发,建立一个数学模型来模拟机体,它将整个机体视为一个系统,并将该系统按动力学特性划分为若干个房室,并把机体看成是若干个房室组成的完整的系统,称之为房室模型(compartment model)
一房室:指药物在体内迅速达到平衡,即药物在全身各组织部位的转运率是相同或者相似的,此时把整个机体视为一个房室,称为一房室模型。
二房室:将机体分为两个房室,即中央室和外周室。
外周室:把血流不太丰富,药物转运速度较慢且难于灌注的组织(如脂肪,静止状态的肌肉等)归并成一个房室,称为外周室。这些组织中的药物与血液中的药物需要经过一段时间才能达到平衡。
中央室:由一些血流比较丰富,膜通透性较好,药物易于灌注的组织(如心肝肾肺等)组成,药物往往首先进入这类组织,血液中药物可以迅速与这些组织中的药物达到平衡
一级反应:反应的速度与反应物的量(或浓度成正比)dx/dt=-Kx1
零级反应:反应速度不受反应物量的影响而始终恒定dx/dt=-Kx0=-k
二级反应:反应速度与反应物的量的二次方成正比dx/dt=-kx2
【药动学参数的生理及临床意义】
1. 药峰时间t max 和药峰浓度c max
药物经血管外给药后出现的血药浓度最大值的时间和此时的浓度。用于制剂吸收速率的
质量评价。药物吸收快,则峰浓度高,达峰时间短。
2. 表观分布容积V d
是指药物在体内达到动态平衡时,体内药量与血药浓度相互关系的一个比例常数,其本
身不代表真实的容积,主要反映药物在体内分布广窄的程度。对于单室模型,有V d =X/c。X :药量 c :血药浓度
药物的分布容积大小取决于其脂溶性、膜通透性、组织分配系数及与血浆蛋白等生物物
质结合率等因素。根据药物的分布容积可粗略地推测其在体内的大致分布情况。
如一个药物V d 的为3-5L 左右,则该药物可能主要分布与血液并与血浆蛋白大量结合,如双香豆素和苯妥英钠;如一个药物的V d 为10-20L 左右,则说明该药物主要分布于血浆和细胞外液,这类药物不易通过细胞膜,因而无法进入细胞内液,如溴化物和碘化物;如一个药物的分布容积为40L ,则这个药物可以分布于血浆和细胞内液、细胞外液,表明其在体内分布较广,如安替比林;有些药物的V d 非常大,可以达到100L 以上,这一体积远远超过体液总容积,在体内往往有特异性的组织分布,如硫喷妥钠具有较高的脂溶性,可大量分布于脂肪组织。
3. 常数和消除半衰期
K 是药物从体内消除的一级速率常数,而消除半衰期(t1/2)是指血药浓度下降一半所需的时间,两者都是反映药物从体内消除速度的常数,且存在倒数关系。按一级消除的药物则有t 1/2=0.693/k
4. 浓度-时间曲线下面积AUC :评价药物吸收程度的重要指标
5. 生物利用度(F ):是指药物经血管外给药后,药物被吸收进入血液循环的速度和程度的一种量度。她是评价药物吸收程度的重要指标。
6. 清除率:CL= k·V d 单位时间内,从体内消除的药物的表观分布容积数。反应药物体内消除的参数。
第七章 药物制剂生物利用度及生物等效性评价
【评价生物利用度和生物等效性的意义】
在进行药物两种或两种以上制剂的比较时,需要进行制剂生物利用度(BA )和生物等效性(BE )的评价。药物制剂的生物利用度是衡量药物制剂中主药成分进入血液循环速率和程度的一种量度。同一种药物,不同的制剂,生物利用度是不同的。同一制剂,不同厂家产品的生物利用度往往也是不同的。甚至同以厂家的制剂,不同的生产批次也可能出现生物利用度的差异,从而影响药物疗效和安全性。
了解药物制剂的生物利用度有助于:1. 指导药物制剂的研制和生产 2. 指导临床合理用药
3. 寻找药物无效或中毒的原因 4. 提供评价药物处方设计合理性的依据
生物利用度和生物等效性评价的主要参数
血药浓度-时间曲线下面积(AUC );血药浓度达峰时间(t max );血药药物峰浓度(C max ) 通常用AUC 反应药物的吸收程度,同一受试者,AUC 大,表示 吸收程度大。生物利用度研究就是在同一受试者中比较两个制剂AUC 大小。C max 和t max 的大小综合反映药物制剂的吸收、分布、排泄和代谢情况,同以受试者中,C max 和t max 主要与药物制剂有关。
生物利用度:药物的活性成分从制剂中释放吸收进入体循环的相对速度和程度(以AUC 表
示)。
绝对生物利用度:F=(AUCext /AUCiv )×(Div /Dext )×100% 以静脉给药为标准,比较两种给药途径的吸收差异;
相对生物利用度:F=(AUCT /AUCR )×(DR /DT )×100% 以其他给药途径为标准,比较两种制剂的吸收差异。
生物等效性:指药学等效制剂或可替换药物在相同实验条件下,服用相同剂量,其活性成分吸收程度和速度的差异,无统计学意义。
【生物等效性实验原则和方法】
(1)受试者的选择
生物利用度实验中对受试者有何要求:
a) 性别。男性
b) 年龄,18~50岁
c) 体重与身高。标准体重+/-10%,身高控制在160~180cm
d) 不吸烟不嗜酒
e) 身体健康,无心、肝、肾、消化道、代谢异常等病史,并进行健康体检(心电图、
血压、胸透、肝肾功能和血糖等)
f) 无药物过敏史、神经系统疾病史和低血糖史。
g) 无体位性低血压史,心率在60~90次/min
h) 2周前至实验期间未服用过其他任何药物,
i) 无影响药物吸收,分布,排泄,代谢等因素。
j) 3个月内未用过已知对某脏器有损害的药物
k) 签订知情同意书(要点:全面告知,充分理解,自主选择)
(2)受试者的例数:对于一般制剂,要求18-24例。对于个体差异大的制剂,受试者的例数应相应增加。
(3)参比制剂选择:
a. 生物等效性中对受试制剂的要求:
1. 体外释放度,稳定性和含量合格
2. 安全性符合要求
3. 必须有主管部门的批文
4. 受试制剂应为中试放大产品,经稳定性检查合格,报送生产的同批制剂。
b. 生物等效性实验中参比制剂的选取标准:
进行绝对生物利用度研究时,选静脉注射剂为参比制剂,进行相对生物利用度研究时,首先应考虑选择国内已上市的相同机型的市场主导制剂或被仿制的制剂作为标准参比
制剂。只有在国外没有相应制剂时,才考虑选用其他类型的制剂为参比制剂。
(4)实验设计
a. 交叉实验设计和平行实验设计的优缺点比较:
1. 交叉实验设计:是在同一受试者中不同时期服用受试制剂和标准参比制剂。优点:由
于采用自身对照,能降低实验个体间差异,凸显实验目的。缺点:受试者顺应性低;数
据丢失对数据处理麻烦;试验周期延长;可能会有后遗效应
2. 平行试验设计:优点:受试者顺应性相对较高;数据缺失处理方便;试验周期短;没
有后遗效应。缺点:试验变异大。
清洗期:交叉实验设计中两个周期的间隔称为清洗期,至少间隔药物的7~9个清除半衰期。如果清洗期不够长,第一轮服药在血液中的残留对第二轮产生干扰。存在不等性残留效应,
第二轮数据就无效了。
后遗效应:在生物等效性试验交叉设计中,由于清洗期不够长,第一轮服药在血液中的残留对第二轮产生的干扰称为后遗效应。
b. 简述生物等效性实验中时间点的设计方法/药动学实验中药-时曲线时间点的设计方法 时间点的设计原则:以较少的采样,尽可能获得血药浓度经时曲线的变化形态信息,如峰时间,峰浓度,拐点,变化趋势等。取样期间应考虑受试者的休息。设计方法具体如下:
1. 取空白血样
2. 一个完整的血药浓度-时间曲线应包括吸收相,平衡相,和消除相
3. 每个相内应有取样点。吸收相,平衡相各2-3个点,消除相应有5-6个点,对于血药浓度-时间曲线变化规律不明显的制剂,如缓释制剂,取样点应增加。
4. 采样期间至少应为3-5个半衰期或采样持续至Cmax 的1/10-1/20以后
c. 证据有力程度:治疗等效>生物等效 >药学等效
(一个完整的血药浓度-时间曲线应包括吸收相、平衡相和消除相。一般在吸收相和平衡相各有2-3个点,消除相内有4-5个点,对于血药浓度-时间曲线变化规律不明显的制剂,如缓释制剂、控释制剂,取样点应相应增加。整个采样时间至少应为3-5个半衰期,或采样持续至峰浓度的1/10-1/20。 给药方案和给药剂量:给药剂量一般与临床剂量一致;受试制剂最好和参比制剂等剂量。)
(5)数据分析
【生物等效性评价的统计学方法,如何判断两制剂生物等效。】
常用的统计学方法有方差分析、双单侧t 检验法、(1-2α)%置信区间法和Wilcoxon 方法。
1. AUC0~ 的等效性评价
双单侧t 检验:t 1、t 2>t1-α均成立;90%置信区间在规定的80%-125%之间。
2. cmax 等效性评价
双单侧t 检验:t 1、t 2>t1-α均成立;90%置信区间在规定的70%-143%之间。
3. tmax 等效性评价:用Wilcoxon 方法得到S>Sα。
第八章 临床药物动力学
定义:临床药物动力学是药物动力学原理在临床治疗中的应用,具体地讲是利用血药浓度检测数据对个体病人给药剂量进行调整,使临床用药更加安全有效,这一工作有时也被称为治疗药物检测(TDM )
研究目的:某种药物的PK 参数是在正常人体或一般病人得到的,药品说明书中推荐的剂量也是对一般人群适用的,
但在临床上由于每个病人的生理、病理情况有所不同,对药物在体内的ADME 会产生一定影响。所以有可能药品说明书上推荐的剂量对一部分人是适用的,而对于另一部分病人来说,有可能药物消除慢,血浓超过中毒剂量而出现毒副反应。而临床药物动力学的目的就是为了避免这种情况的发生。
【试从药物吸收、分布、代谢、排泄的角度分析老年人对药物代谢能力的变化。】
【吸收】:进入老年后胃液分泌机能下降,胃内pH 上升,消化道的运动性能降低,肠粘膜上皮细胞有减少趋势,同时随着全身血液循环速度的减慢,消化道的血流量随之下降,这些都对药物的胃肠道吸收产生不利的影响。
【分布】:随着年龄的增大,人血浆蛋白的浓度值呈下降趋势,这就会引起药物血浆蛋白结合率下降,游离药物所占比例增大,药物向组织分布的程度也会随之增加,使药物的分布容积增大。这种作用对本身血浆蛋白结合率比较高的药物的影响会比较明显。随着年龄的增加体内脂肪所占比例也会上升,这也会对药物分布产生一定影响。对油-水分配系数较小的药物,分布容积会下降,而脂溶性药物的分布容积会有所增加。年龄增加对大多数药物来说使消除速度会变慢,老年人的体重呈减少趋势,使单位体重的投药量增加,在加上人体内水分所占比例也随年龄增加而下降,所以大多数药物在老年人组织中的浓度是增加的。
【代谢】:随着年龄的增加,P450酶的活性逐渐下降,使机体对药物的代谢能力降低,药物在体内的半衰期延长。年龄增加对不同种类的肝P450酶活性的影响有所不同,对CYP2C19、CYP3A4、CYP1A2的降低作用较明显,对于CYP2C9、CYP2D6 的活性影响相对不明显。除P450酶外,年龄增加可能会导致药物脱水酶活性增加,结合酶活性降低。 排泄:年龄增加会引起肾血流量的减少(肾血流量的减少 GFR 降低 肾消除减慢 半衰期延长),肾小管对药物分泌能力下降,血浆蛋白结合率随年龄增加而下降,游离性药物浓度增加会引起药物肾小球滤过量增加,从而产生排泄加快的影响。
【儿童的药物动力学】
1. 在胎儿体内的药物动力学
(1)由于胎盘屏障,多数药物不易从母体进入胎儿体内,但一些极性较大的药物可能通过被动扩散转运到胎儿体内。
(2)胎儿的肝药酶系统不发达,肾脏的排泄能力低下,大部分进入胎儿的药物最终通过羊水或其他途径又回到母体内,由母体完成其消除过程。
(3)胎儿的血浆蛋白含量较低,从而导致药物的游离浓度相对较高,使药物更易分布到胎儿的一些重要器官产生毒副作用,所以临床上对孕妇用药应格外慎重。
2. 在新生儿(3~3-日)和乳儿(1~10个月)体内的药物动力学
新生儿又分成成熟儿和非成熟儿,对成熟儿童来说,出生后肝微粒体酶活性急剧增加,如出生后一日的酶活性为正常人的2~5%,出生后五日的活性即可达到正常人的15~25%,而对结合型代谢的增加更快,出生后三日即可达到正常人的50%。相比之下,未成熟儿童的代谢能力增加要缓慢的多,这是临床上导致灰婴综合征的主要原因。
【肝、肾疾患对药物代谢分别会产生什么影响?】
肝功能不全对药物在体内动力学的影响是多方面的,首先是肝药酶活性会有所降低,使药物代谢速度变慢,这与肝脏受损的程度有很大关系,同时肝功能不全时血浆蛋白的浓度降低,会导致游离药物浓度的增加,此外肝病有时会引起胆管闭塞症,对药物的胆排泄会产生影响。 肾功能不全时:大多数水溶性药物可经肾脏直接排出体外,肾功不全是这类药物的半衰期延长。一些脂溶性药物在肝脏经I 相代谢后水溶性增加,再通过肾脏排泄,由于某些代谢产物仍具有活性作用,肾功不全时这样的代谢物就会在体内蓄积,并可能导致毒副作用。肾病病人的血浆蛋白浓度通常会有所降低,这对血浆蛋白结合率高的药物的体内过程会有较大影
响,由于游离药物所占比例增加,会促进药物的代谢、排泄,并使药物在体内的分布容积增大。
【试述新药I 期临床研究中人体药物动力学试验的设计要点】
应由有经验的临床药理研究人员和有经验的医师根据临床前研究结果进行设计和试验。
1. 受试者:以正常成年人进行试验,试验前和试验后进行体格检查,受试者最好男女相等;例数一般为10-30例。
2. 受试剂量的确定:从小剂量到大剂量进行。参考动物的试验剂量如ED 50、LD 50、慢毒剂量和药代动力学参数共同讨论预测剂量,然后以这个预测剂量的分数剂量(<1>1>
3. 给药途径:按临床推荐的给药途径。根据新药的药物动力学、药效学性质和用药目的选择给药途径,无论选择何种给药途径,均须准备好抢救措施。
4. 取血时间:包括药物的吸收相、分布相、消除相等,可参考动物的药物动力学试验结果,也可根据预实验数据进行设计。
5. 血药浓度测定:血药浓度测定方法的建立和考核标准同生物利用度实验。
6. 数据处理:①药物的消除动力学性质,即属于线性还是非线性动力学,一般以药物的消除特征及AUC 与剂量的关系进行判断;②模型判别,即判断药物体内过程属于何种房室模型;③药物的消除途径,可通过尿药排泄量得出尿排泄分数和肾清除率、肝清除率;④主要药物动力学参数,包括t 1/2、c max 、t max 、K a 、K 、V 等。
第九章 药代动力学与药效动力学结合模型
药代-药效结合模型:是通过将传统的药动学和药效学模型有机结合而成,用于揭示药效学和药动学之间内在联系的模型。
【药物在体内所产生作用的特点】
大多数药物在体内所产生的作用是直接和可逆的,这种作用类型的主要特点:
1. 一旦药物到达作用部位即可产生相应的药理效应;
2. 一旦药物从作用部位消除,其所产生的相应的药理效应也随之消失;
3. 药物的作用强度与作用部位的药量存在一定的量效关系。
(此外,所选择的效应指标还应具有可连续定量测定、对浓度相对敏感和可重复性等特点)
【血药浓度-效应曲线的类型及含义】
1. 血药浓度-效应的S 形曲线
形状与体外的量效曲线的形状基本一致,给药后每一时间点上的浓度和效应都是严格的一一对应关系,这表明效应药量的变化平行于血药浓度的变化。
2. 血药浓度-效应的逆时针滞后曲线
某些药物的血药浓度-效应的曲线呈现明显的逆时针滞后环。给药后每一时间点上的浓度和效应不是严格的一一对应关系,效应的峰值明显滞后于血药浓度峰值,这表明效应室不在血液室,因而出现效应滞后与血药浓度的现象。
3. 血药浓度-效应的顺时针曲线
某些药物的血药浓度-效应的曲线呈现明显的顺时针环,给药后每一时间点上的浓度和效应也不是严格的一一对应关系,与血药浓度上升期相比,下降期内同样的血药浓度所对应的效应明显减弱,这表明药物在体内可能出现了快速耐受性。
【药效学模型的类型及表述方程,药效学参数的意义】
1. 线性模型
如药物的效应与浓度之间呈直线关系,则可用线性模型来描述两者之间的关系,其表达式为E=Sc+E0 E 为效应强度;S 为直线斜率;E 0为给药前的基础效应。该模型能预报给药前的基础效应,但不能预报药物最大效应。
2. 对数线性模型
是线性模型的另一种形式,其特征为药物效应强度与对数浓度或对数效应强度与对数浓度之间呈直线关系: E=Slgc+I 或者lgE=Slgc+I。其中I 为无生理意义的一种经验的常数,该模型能够预报最大效应的20%-80%之间的药物效应强度,但不能预报药物的基础效应和最大效应。
3. E max 模型:E= 该模型可预报最大效应。适用于药物效应随浓度呈抛物线递增的情形。
4. Hill 模型E= 式中s 为影响曲线斜率的一种陡度参数,当s=1时,简化为E max 模型;当s 小于1时,曲线较为平坦;当s 大于1时,曲线变陡,且更趋向S 形,同时最大效应增大。特点是可以预报最大效应。
【PK-PD 模型中效应室的含义】
Sheiner 在血药浓度与效应之间的关系时首次提出应在原PK 模型中增设一个效应室,即把效应室看成一个独立的房室,而不是归属在哪一个房室中,效应室与中央室按一级过程相连。
【药动学和药效学参数的估算方法及意义】
1. 药动学和药效学参数的估算方法
药动学参数的估算方法与传统的PK 模型相同,首先将c-t 数据输入计算机,选择适当的PK 模型,经计算机拟合即可求得有关的药动学参数,再将求得的药动学参数代入Ce ,然后将E-t 数据输入计算机,选择适当的PD 模型,经计算机拟合后即可求得有关的药效学参数Emax 、EC 50、s 和K eo
2. 药效学参数的估算方法及其意义
(1)Emax :为药物的最大效应。用以反映药物的内在活性
(2)EC 50 :为产生50%最大效应时所需要的浓度,其单位为浓度单位。用以反映药物与作用部位的亲和力。
(3)S :为陡度参数,决定效应曲线的斜率或陡度,无单位。当S 小于1时,曲线较为平坦;当S 大于1时,曲线变陡,且更趋向S 形,同时最大效应增大。
(4)K eo :为药物从效应室中消除速率常数,单位为时间的倒数。用以反映药物从效应室中消除的速率。表示当K>α时,无明显的滞后现象;当β
【PK-PD 的角度分析药物效应的变化滞后于血药浓度变化可能的原因】
药物须由血液运送至作用部位方能发挥作用,血药浓度与作用部位的药物浓度之间存在一个平衡过程。即1. 药物从中央室到效应室;2. 药物是间接作用的;3. 药物作用来源于活性代谢产物。
第十二章 新药临床前药物代谢动力学研究
【临床前药动学研究的主要内容、目的和意义】
内容:①药物吸收的速度和程度;②全身分布情况及药物的血浆蛋白结合率;③药物在体内的主要代谢物及其结构、主要代谢途径;④药物的主要排泄途径、速率和排泄量。
目的:阐明新药在体内吸收、分布、代谢和排泄的经时过程及其动力学特征,并提供新药在
体内的一些重要的药动学参数,进而揭示新药在体内动态变化规律性。
意义:①为设计和优化临床研究给药方案提供重要依据,确保临床研究用药的安全性和合理性;②为药效学和毒理学评价提供重要的线索,有助于了解药效或毒理的靶器官,阐明药效或毒性产生的物质基础,进而为新药的开发提供线索,对发展更为安全有效的新药及拟定解毒措施都有极其重要的指导意义。
【临床前药动学研究实验设计的基本原则】
1. 实验药品:应与药效学和毒理学研究使用的药品相一致。
2. 实验动物:一般采用健康成年动物。
①首选动物尽可能与药效学和毒理学研究所用动物一致;
②尽量在清醒状态下实验,动力学研究最好从同一动物多次采样;
③创新药应选用两种或两种以上的动物,其中一种为啮齿类动物,另一种为非啮齿类,其主要目的是了解药物的体内过程有无明显的种属差异。其他类型的药物,可选用一种动物(首选非啮齿类动物,如犬)。
④实验中应注意雌雄动物兼用,以了解药物的体内过程是否存在明显的性别差异。
⑤口服类药物不宜选用兔等食草类动物,因为这类动物的吸收不规则。
3. 剂量选择
应至少设置3个剂量组,剂量选择可参考药效学和毒理学研究中所用的剂量,其高剂量最好接近最小中毒剂量,中剂量相当于有效剂量,这样所得结果更有利于解释药效学和毒理学研究中的现象。设置三个剂量的主要目的是考察药物在体内的动力学过程是否属于线性。如为非线性动力学要研究剂量的影响。
4. 给药方式和途径:应尽可能和临床用药一致,对于大动物如犬应用和临床一致的剂型。
5. 生物样品中药品分析方法的选择:
①色谱法,包括HPLC 、GC 、LC-MS 、LC-MS/MS、GC-MS 等;②免疫学方法:包括放射免疫分析法、酶免疫分析法、荧光免疫分析法等;③微生物学方法;④放射性核素标记法。
【生物样品分析方法的基本概念】
特异性:指样品中存在干扰成分的情况下,分析方法能够准确,专一测定分析物的能力。 标准曲线:测定物质浓度与仪器响应值之间的关系,一般用回归分析方法(如用加权最小二乘法)获得的回归方程即标准曲线
精密度:是指在确定的分析条件下,同一介质中相同浓度样品的一系列测量值的分散程度。通常用质控样品的批内和批间相对标准差(RSD )来考察方法的精密度
准确度:是在确定的分析条件下,测得的生物样品浓度与真实浓度的接近程度,重复测定已知浓度分析物样品可获得准确度
回收率:从生物样品基质中回收得到分析物质的响应值处于纯标准品产生的相应值即为分析物的提取回收率
定量下限:是标准曲线上的最低浓度点,表示测定样品中符合准确度和精密度要求的最低药物浓度
稳定性:不同实验室间测定结果的分散程度,以及相同条件的分析方法在间隔一段短时间后测定结果的分散程度
重现性:不同实验室间测定结果的分散程度,以及相同条件的分析方法在间隔一段时间后测定结果的分散程度
标准样品:在生物介质中加入已知量分析物配制而成的样品,用于建立标准曲线,计算质控样品和未知样品中分析物浓度
质控样品:即QC 样品,由独立的人员配制不同浓度的标准样品,用于考察生物分析方法的效能和评价每一分析批中未知样品分析结果的正确性和可靠性
生物介质:是一种生物来源的且能以可重复的方式采集和处理的物质,例如全血、血浆、血清、尿、粪或各种组织等
介质效应:由于样品中存在干扰物质,对响应造成的直接或间接的影响
分析批:由待测样品、标准样品和QC 样品组成的一个完整系列。一天内可以完成几个分析批,一个分析批也可以持续几天完成
生物样品:是指来自于生物机体的全血、血浆、血清、粪便、尿液和其他组织的样品,其特点是生物样品中药物浓度低、干扰物质多、取样量少及个体差异大。因此必须建立灵敏、专一、精确、可靠的生物样品分析方法,并对方法进行确证
第三章 药物的代谢研究
药物的生物转化:即药物的代谢,是药物从体内消除的主要方式之一。药物进入体内后部分药物在体内各种代谢酶的作用下进行生物转化,再以原型和代谢物的形式随粪便和尿液排出体外。
【药物在体内的生物转化主要有两个步骤】
Ⅰ相代谢反应:药物在Ⅰ相反应中被氧化、还原或水解。Ⅰ相代谢酶有细胞色素P450酶、环氧化物水合酶、水解酶、黄素单加氧酶、醇和醛脱氢酶。
Ⅱ相代谢反应:药物在Ⅱ相代谢反应中与一些内源性的物质(如葡萄糖醛酸、甘氨酸、硫酸等)结合或经甲基化、乙酰化排出体外。催化Ⅱ相代谢反应的酶有葡萄糖醛酸转移酶、谷胱甘肽转移酶、硫酸转移酶、乙酰转移酶、甲基转移酶
【药物经生物转化后的活性变化】
1. 代谢物活性或毒性降低;2. 形成活性代谢物;3. 形成毒性代谢物;4. 前药的代谢激活:有些药物本身没有药理活性,需要在体内经代谢激活才能发挥作用。
【细胞色素P450酶生物学特性】
1. P450酶是一个多功能的酶系:可以在催化一种底物的同时产生几种不同的代谢物;
2. P450酶对底物的结构特异性不强:可代谢各种类型化学结构的底物;
3. P450酶存在明显的种属、性别和年龄的差异;
4. P450酶具有多型性,是一个超级大家族:
5. P450酶具有多态性:即同一属的不同个体间某一P450酶的活性存在较大差异,可将个体按代谢速度快慢分为强代谢型EMs 和弱代谢型PMs 。其中CYP2D6和CYP2C19呈现出典型的多态性。
6. P450酶具有可诱导和可抑制性。苯巴比妥可诱导,特非那定可抑制。
【影响药物代谢的因素】
1. 代谢相互作用:参与药物代谢的P450酶的一个重要的特性就是可以被诱导或抑制;
2. 种属差异性:不同种属的P450同工酶的组成是不同的,因此同一种药物在不同种属的动物和人体的代谢途径和代谢产物可能是不同的;
3. 年龄和性别的差异:药物代谢的年龄差异主要在儿童和老年人中表现,这是因为机体的许多生理机能(如肝、肾功能等)与年龄有关;药物代谢存在一定的性别差异,但这一差异没有年龄差异那么显著,且其在人体内的代谢差异没有动物显著;
4. 遗传变异性:是造成药物的体内过程出现个体差异的主要原因之一;
5. 病理状态:肝脏是药物的主要代谢器官,因此当肝功能严重不足时,必然会对主要经肝脏代谢转化的药物的代谢产生非常显著的影响。
【从药动学角度分析药物的体内活性很低甚至无活性或体内具有较大毒性的可能原因】
1.. 吸收环节:药物不易通过肠黏膜被吸收,导致生物利用度太低;吸收速度太慢,无法
到达有效血浓度;
2. 分布环节:药物不易通过生物膜而进入靶器官发挥疗效;
3. 代谢环节:药物首关消除较强或代谢太快,半衰期太短;药物在体内形成的毒性代谢物。
范文五:药代动力学
1、哪些药物因素对消化道吸收有影响?
由于药物本身理化性质不同,通常在消化道中的吸收也是各不相同的。主要有以下3个方 面的因素:
(1)脂溶性和解离度:通常脂溶性大的药物易于透过细肋腹,且未解离的分子型药物比离子
型药物易于透过细胞膜。因此,消化道内巳溶解了的药物的吸收速度.常受吸收部位pH下存在的未解离型药物的比例及其未解离型药物的脂溶性大小的影响。
(2)溶解速度:与药物的崩解、释放、溶解及吸收速度均有密切的关系。影响药物溶解速度的因素包括:药物粒子的大小、晶型(包括无定型)、溶媒化合物的形成与否、是否成盐以及固体分散体系的情况等。
(3)药物在胃肠道中的稳定性
2、 可采用什么给药途径避免肝首过效应?试结合各给药途径的生理特点说明其避免首过效应的原理。
可通过改变给药途径尽量避免首过效应,尤其是肝首过效应。主要途径有:
1) 静脉、肌肉注射:静脉注射直接进入体循环,因此不存在首过效应;肌肉注射经毛细血
管吸收进入体循环,不经门肝静脉,因此也不存在首过效应。
2) 口腔黏膜吸收:口腔黏膜下有大量毛细血管汇总至颈内静脉,不经肝脏而直接进入心脏,
可绕过肝首过效应。一般可制成口腔贴片给药。
3) 经皮吸收:药物应用到皮肤上后,首先从制剂中释放到皮肤表面,溶解的药物分配进入
角质层,扩散通过角质层到达活性表皮的界面,再分配进入水性的活性表皮,继续扩散到真皮,被毛细血管吸收进入血液循环,可避开门肝系统。
4) 经鼻给药:鼻粘膜内血管丰富,鼻粘膜渗透性高,有利于全身吸收。药物吸收后直接进
入体循环,无首过效应。
5) 经肺吸收:肺泡表面积大,含有丰富的毛细血管和极小的转运距离,因此肺部给药吸收
迅速,而且吸收后药物直接进入血液循环,不受肝首过效应影响。
6) 直肠给药:栓剂距肛门2cm处,可使大部分药物避开肝首过效应,给药生物利用度远高
于距肛门4cm处。当栓剂距肛门6cm处给药时,大部分药物经直肠上静脉进入静脉-肝脏系统。淋巴循环也有助于药物吸收,经淋巴吸收的药物可避开肝代谢作用。
3、新药药物动力学研究时取样时间点如何确定?
根据研究样品的特性,取样点通常可安排9~13个点不等,一般在吸收相至少需要2~3个采样点,对于吸收快的血管外给药的药物,应尽量避免第一个点是Cmax;在Cmax附近至少需要3个采样点;消除相需要4~6个采样点。整个采样时间至少应持续到3~5个半衰期,或持续到血药浓度为Cmax的1/10~1/20。