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药物代谢动力学模型1


解:将K=0.693/50=0.01386 h-1 , F=0.9,Ka=1.0h-1 , Vd=1.1×50=55L , C= 0.6μg/ml ,t =8h 代入公式
时,药物的清除率可以反应肾小球的滤过率。设单位时间 尿量为V,尿液中药物浓度为U,血液中药物浓度为C, 则 肾小球滤过率=U×V/C
肾脏清除率的计算
菊糖是一种小分子多糖,原型经肾小球滤过排出,不被肾 小管重吸收也不被分泌。静脉缓慢滴注菊糖使血液中浓度 为1mg/ml,收集受试者若干分钟尿液计算得平均尿量 2ml/min,测定尿液中菊糖的浓度为200mg/dl,求肾脏的 清除率是多少。
dC dt
=

Vm C Km
当药物浓度明显高于Km时,即C »Km时
dC dt
=
– Vm
零级动力学和米-曼速率过程又称非线性动力学过程。该 过程半衰期等参数随剂量改变,又称剂量依赖性速率过程。
主要的药动学参数
消除速率常数(K)
一室模型中药物消除速率为
dX dt
= –KX
如果消除速率K = 0.5h-1,就意味着每小时机体可以消除体 内当时药量的50%。
RE = F D/τ
稳态时血药浓度为Css, av,消除速率常数为Ke,清除率为 CL,表观分布容积为Vd,则药物的清除速度为
RE = Css,av×CL = Css,av×Ke×Vd
有上述两式得F D/τ= Css,av×Ke×Vd,变换后得
Css, av
=
FD KτVd
给药量和时间间隔对稳态浓度的影响
0.969 0.985
T1/2
1
注:D=1
2
3
4
5
6
时间
等量(D)等间隔( τ)给药,给药间隔为一个半衰期。
零级动力学过程
药物自某房室或某部位的转运速率与该房室或该部位的药 量或浓度的零次方成正比。
dC dt
= –K
C = C0 – Kt
转运速度与剂量或浓度无关,按恒量转运,即等量转运。 但单位时间转运的百分比是可变的。
公式变换:D = C0Vd=CVdekt = CVd2n
将已知数带入公式求解:C=0.01g/L, Vd=0.28L/kg, n=5/2.5=2
D=0.01×0.28×50 ×2 = 48mg
某镇痛药t 1/2=2h,Vd=100L,血浓低于0.1mg/L时痛觉 恢复,为保持手术后6h不痛,求给药剂量D?
临床药物代谢动学 Clinic pharmacokinetics
药物代谢动力学模型1
房室模型
房室(compartment)的概念 房室是一个假想的空间,体内某些部位只要药物转运的速 率相同就可以归为一个房室。
药动学房室模型 按照药物在体内转运速率的差异,以实验数据和理论计算 而设置的数学模型。 开放性一室模型(open one compartment model) 开放性二室模型(open two compartment model) 三室模型
消除速率过程
按照药物转运速度与药量或浓度之间的关系可分为
✓ 一级动力学过程(first-order kinetic process) 假定机体有一个房室组成,给药可立即均匀分布在全身体 液和组织,并以一定速率从该室消除。药-时曲线呈单指 数衰减。
✓ 零级动力学过程(zero-order kinetic process) 假定机体由中央室和周边室组成。药物首先迅速均匀分布 于中央室,而后才到达周边室。假定药物仅从中央室消除。 药-时曲线呈单指数衰减。
当停止用药时间达到5个药物的t1/2时,药物的血浓度 (或体存量)仅余原来的3%,可认为已基本全部消除。
2
血 浆 浓 度1
稳态血浆浓度 (steady state plasma concentration Css)
D 1.5
D 1.75
D 1.875
D
D
D
1.938 1.969
1 0.5
0.875 0.938 0.75
单次快速静脉注射给药方案的设计
例1,某药的体内消除符合一室开放模型,半衰期为2.5h, Vd=0.28L/kg,患者体重50kg。如果注射足量的药物,使 能5h内保持0.01g/L以上的血药浓度?确定该药静脉注射所 需的剂量。
适用的公式:C = C0e–kt
t1/2 =
0.693 Ke
n=
t t1/2
生物利用度 bioavailability, F
指药物吸收进入血液循环的程度和速度。通常药物的吸收 程度用AUC表示,吸收速度用Cmax或者Tmax表示。
绝对生物利用度 血管外给药的AUC与静脉注射时的AUC进行比较。
相对生物利用度 同一给药途径下不同制剂之间比较。
A制药公司产品
B制药公司生产的 两批产品
C0=?
0.1mg/L
6h
解:将t1/2=2h, Vd=100L, C=0.1mg/l代入
D CVd ekt
CV e0.693 / t1 / 2t d
CVd 2t / t1/ 2
D= 0.1×100×2 6/2 = 80 mg
单次血管外给药
例2, 体重50kg,服用某一符合一室开放模型消除的药物, 期望口服一定剂量的药物8h后,血药浓度维持在0.6mg/L, 问应该如何计算给药剂量?已知该药F=90%, Ka=1.0h-1,
✓ 米-曼速率过程(Michaelis-Menten rate process) 体内组织对药物转运能力差异大,非常复杂,药-时曲线 呈三指数衰减。
一级动力学过程
药物在房室或某部位的转运速率(dC/dt)与该房室或 该部位的药量或浓度的一次方成正比。
dC dt
= –KC
C = C0e–kt
logC=logC0–K/2.303t
给药剂量不变, 给药间隔缩短, 稳态浓度增加
给药剂量增加, 给药间隔不变, 稳态浓度增加
负荷剂量与维持剂量
DL
DM
药物代谢动力学用于给药方案设计
制定给药方案的步骤
✓ 首先明确药动学模型的类型和给药方式 ✓ 选择相应的药动学公式 ✓ 进行公式变换得到未知数的求解公式 ✓ 将患者和药物的相关已知参数带入公式中求解
药物的代谢包括肝脏的生物转化和肾脏的排泄,因此
K = Ke + Kb Ke和Kb代表肾排泄和肝代谢的消除速率常数。
半衰期(half-life, t1/2)
通常是指血浆消除半衰期,是血浆药物浓度降低一半所需
的时间。是体内药物消除快慢的重要参数。在一级消除动 力学过程里,半衰期与消除速率常数(Ke)的关系是:
Ke 消除速率常数。 计算公式:AUC=∑n(Ci-1+Ci)(ti-t i-1)/2+Cn/Ke
c3 c4 C c2
c5 c1
c6 cn T
T1 t2 t3 t4 t5 t6 tn
稳态血药浓度与平均稳态血药浓度
稳态时最大血药浓度 Css, max 稳态时最小血药浓度Css, min 平均稳态血药浓度Css, av
✓ 按相同剂量,相同时间间隔给药,约经过5个半衰期药物 达到稳态浓度。
Give 100 mg of a drug ✓ 1 half-life ………….. 50 ✓ 2 half-lives………… 25 ✓ 3 half-lives …….….. 12.5 ✓ 4 half-lives ………… 6.25 ✓ 5 half-lives ………… 3.125 ✓ 6 half-lives …………. 1.56
t1/2 =
0.693 Ke
A药t1/2约2小时,给予100mg后,经过10小时,体内残留药
量是多少?
B药Ke为0.693h-1,早上8点静脉注射给药后,早上11点时 测得血药浓度是10ng/ml,问早上8点时血药浓度大约是多 少?
表观分布容积 apparent volume of distribution, Vd
AUC=C0/K
0.693
t1/2 = Ke
一级动力学的特点 (剂量非依赖性速率过程)
✓ 药物转运程指数衰减,单位时间内转运的百分比不变,即 等比转运,但单位时间内药物的转运量随时间而下降。
✓ 半衰期恒定,与剂量或药物浓度无关。
✓ 血药浓度对时间曲线下面积与所给予的单一剂量成正比。
✓ 停药后经过5个半衰期基本消除完。
吸收量相同的三种制剂的药-时曲线
A

B



最小中毒浓度
最小有效浓度 C
时间
口服生物利用度F的计算
F Fab FI FH
ab:通过胃肠粘膜; I:肠内避开首关效应; H:肝脏内避开首关效应
口服咪达唑仑进入肠粘膜的量是给药量的 100%,肠道首关效应为43%,肝脏首关 效应为44%,口服咪达唑仑的生物利用度 是多少?
❖恒比消除的药物在连续恒速给药或分次恒量给药时, 血药浓度先是呈锯齿状上升,经一定的时间后达到平衡 (消除量与给药量相等),血药浓度在一个恒定的范围 内波动,即达到血药稳态浓度(坪浓度)。
在血浆药物浓度达到稳态的时候,给药量的速度等于药物 的消除速度。设给药量为D, 生物利用度为F,给药时间间 隔为τ,药物的清除速度为RE, 则有
肾小球滤过率=(U×V)/C = 200 × 2 / 1 =100ml
血药浓度-曲线下面积 area under the concentration-time curve, AUC
定义:是指血药浓度(纵坐标)对时间(横坐标)作图, 所得到曲线下面积。
梯形法 积分法 AUC与吸收后体循环的药量呈正比,反映进入体循环药物
半衰期不恒定,剂量加大,半衰期可超比例延长。
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