动物实验给药剂量换算

动物实验的剂量转换医学2009-02-19 14:24阅读672评论2字体大小：大、中、小关于如何将不同实验动物之间或实验动物与人之间的剂量转换为“当量”的问题。这个问题将在以下几个方面讨论。一、等效剂量系数换算方法二、体积表面积法换算第三，系数换算法与体表面积法的比较四、系数换算法的相对误差第五，儿童和成人之间的剂量转换第六，不常用的实验动物之间的剂量转换第七，不同给药途径之间的剂量转换第八，LD50和药效剂量之间的换算当我们在实验中估计一种药物或化合物的剂量时，我们几乎来自两个方面：一是查阅文献，参考他人使用的剂量。有时有现成的可以直接使用。有时我们使用的动物没有剂量，但有其他实验动物。有些有临床剂量，但没有实验动物。这样，我们必须进行转换。这就是我们今天要讨论的方法。另一种方法是根据自身或文献中的急性毒性数据进行估计，以便采用合适的剂量。一般参考数据是LD50。对于应该选择LD50的多少部分作为参考剂量，意见不一。让我们讨论另一个话题。现在让我来谈谈如何用第一种方法转换它。目前，我们大多数人使用的方法是参考许教授的药理实验方法学。附录中有一个表格，列出了基于体表面积的人和动物之间的等效剂量比。这款手表几乎被药理学专业人士视为经典，并已用于科学研究。下表如下：screen . width-333)this . width=screen . width-333 align=AbsMiddle border=0请注意最后一行，这是我们通常使用的。人类的临床剂量被转换成实验动物的剂量。尝试转换一个。例如，人的临床剂量为X毫克/千克，换算成大鼠的剂量：大鼠剂量=x毫克/千克70千克0.018/200克=x毫克/千克70千克0.018/0.2千克=6.3毫克/千克。也就是说，基于每单位重量的剂量，大鼠的当量剂量是人类的6.3倍。在这里，我们想看看每只动物(包括人类)的重量，在上表中以蓝色显示。还要注意转换系数，它在表中以红色显示。如果人的剂量被转换成任何动物，在相应的动物栏下找到它与人相交的地方的转换系数，将剂量乘以转换系数，然后乘以人的体重与该动物的体重之比。注意重量单位要一致。该换算系数根据上表中蓝色所示的标准重量计算得出。通过类比，我们可以计算出小鼠、豚鼠和其他动物对人类的剂量比。小鼠剂量=x毫克/千克70千克0.0026/20克=x毫克/千克70千克0.0026/0.02千克=9.1 x毫克/千克。豚鼠剂量=x mg/kg 70kg 0.031/400g=x mg/kg 70kg 0.031/0.4kg=5.42mg/kg。兔子的剂量=x毫克/千克70千克0.07/1.5千克=3.27 x毫克/千克。卡特彼勒剂量=x毫克/千克70千克0.078/2.0千克=2.73 x毫克/千克。猴子剂量=x毫克/千克70千克0.06/4.0千克=1.05 x毫克/千克。狗的剂量=x毫克/千克70千克0.32/12千克=1.87 x毫克/千克。请注意，人类的临床剂量通常以毫克/日表示，然后我们必须将其转换为毫克/千克，才能将其转换为上述公式。例如，对于某种药物，成人每天服用50毫克。计算老鼠的等效剂量。大鼠等效剂量=50毫克/60千克6.3=5.25毫克/千克。在这里，我们通常计算成人的体重为60公斤。尽管在这张桌子上，成人的标准体重是70公斤。根据以上结果，我们将编制这样一个简表，希望给同志们提供一个方便。通过这种方式，我们不必查阅大量的药理学实验参考书，也不必在开始实验时不知所措。请参见下表：关于这块手表，我想说以下两点：1.虽然该表是通过体重比率来计算剂量的，但它实际上是计算身体表面积。许多人错误地认为剂量是根据体重计算的，这是不允许的，并建议根据身体表面积来计算。这是一个误会。这个转换系数实际上转换了体重和身体表面积之间的关系。信不信由你，你可以用人体表面积的公式来计算，结果几乎是一样的。例如，一个70公斤的人的平均身体表面积是1.73平方米，一只200克的老鼠的平均身体表面积是大约305平方厘米。让我们转换它。根据体表面积，即计算它们的体表面积与单位重量的比值，这相当于它们的剂量比。人：1.73m2/70kg=0.02471大鼠：305cm2/200g=30510-5/0.2=0.1525大鼠剂量/人剂量=大鼠比表面积/人比表面积=0.1525/0.02471=6.17可以看出，结果几乎与由上述转换系数计算的结果相同。为什么根据身体表面积计算是准确的？起初，人们认为直接根据重量比计算剂量是可以的，但后来他们发现情况并非如此。只有经过研究，我们才能知道它基本上与身体的表面积成正比。这是基于能量代谢的原理。人们认为，人类和动物释放到外部环境中的热量与其身体表面积成正比。许多研究指出，基础代谢率、热量、肝肾功能、血药浓度、血药浓度-时间曲线的AUC、肌酐(Cr)、肌酐清除率和血液循环均与体表面积基本成正比，因此根据动物体表面积计算药物剂量比体重更合理。应该说，这是一个理想化的推论。在没有更好更方便的转换方法的前提下，我们可以把当前的转换关系作为一个重要的参考。附：早在19世纪末，生理学家伏伊特等人就发现，虽然不同种类的动物单位时间每公斤体重的散热量差异很大，但如果换算成每平方米身体表面积的散热量，它们基本上是相同的。例如，马、猪、狗、老鼠和人每平方米身体表面积的散热量约为每24小时1000千卡。当研究药物在体内的作用时，药理学家用来计算药物的剂量，单位为毫克/千克或克/千克。当这种方法应用于同一种动物的不同个体时，问题似乎并不大。然而，当它应用于不同种类的动物时，它通常太小或太大而不能完成实验。1958年，Pinkle的报告显示，当以毫克/千克计算时，6-MP和其他抗肿瘤药物在小鼠、大鼠、狗和人类中的治疗剂量非常不同，但如果以毫克/平方米身体表面积计算，它们非常接近。此后，基于体表面积计算剂量的概念逐渐被药理学家接受，并被认为特别适合于不同动物之间的剂量转换。以上一方面是想解释根据体表面积计算剂量的准确性；另一方面，我想说明的是，在转换系数通过后，在一定范围内用体重作为参考仍然是实用和方便的。2.这种转换关系的前提是，所有种类的动物对某种药物都同样敏感。在上述转换关系中，我们没有考虑物种差异。我们理想地相信对任何药物、所有种类的动物和人的敏感性是完全相同的。这是我们换算当量剂量的一个重要前提。例如，狗没有汗腺，对发汗药物不敏感，但对流涎药物敏感。大鼠无胆囊，治疗胆结石的药物与具有明显肠肝循环的药物与其他动物有很大区别。老鼠和兔子对催吐剂不敏感，而狗和猫更敏感。吗啡对普通动物有抑制作用，但它会引起猫的兴奋。抗凝血药物(毒鼠强等。)对老鼠特别敏感，毒性剂量可能比其他动物小几百倍。抗胆碱能药物(阿托品、东莨菪碱等。)明显被兔子所耐受(黑兔子，特别是不敏感的，除了新西兰兔子)；它们都是啮齿动物，兔子是草食动物，大鼠和小鼠是杂食动物，在静脉注射期间，一般药物仍可进行剂量转换。家兔口服通常起效晚，吸收差，尤其是胃动力药和消化系统药。大鼠对血管阻力药物敏感，但对强心苷类药物不敏感，而猫对强心苷类药物非常敏感。老鼠对维生素缺乏和氨基酸敏感，对维生素C缺乏不敏感，因为它们可以自己合成维生素C。豚鼠对维生素C缺乏和过敏特别敏感。我们可以用常用的麻醉剂对不同的动物进行试验。如果根据等效剂量进行机械计算，可能很难达到预期效果。事实上，我们都一半指的是等效剂量，一半依赖于我们自己的探索。因此，这种所谓的等效剂量不能完全复制。当然，我们同样反对在没有任何依据的情况下设定随机剂量。例如，有些人在做实验时随意设定10毫克/千克、20毫克/千克和40毫克/千克。似乎他们自己准备药物是方便的，而不是根据科学原理来设置。这是我们应该放弃的。值得一提的是，这种转换方法只是一个重要的参考。在药物或化合物具有较大物种差异的情况下，上述转换关系是完全不同的。这一点应该引起注意。让我再介绍一下数字系数。体型系数是人们根据不同动物的体重和体表面积的关系计算出来的。不同的动物有不同的体形系数。许多动物(包括人类)的体形系数在0.09到0.1之间。身体表面积=身体形状系数2/3体重附件是一些常用实验动物的体型系数表。让我们计算各种动物的体表面积比。例如，一个70公斤重的人和一只200公斤重的老鼠的身体表面积。表12-21实验动物的血容量、心率和心输出量378动物种类中量级选手(千克)血容量(重量百分比)心率时间/分钟心输出量分钟/升心输出量/重量(升/千克/分钟)马3126.721.40.07母牛-7.744.00.11猪-2.55.0(5560)3.1羊23.78.3(7080)3.10.13狗19.35.68.3120(100130)2.30.12猫3.16.2116(110140)0.330.11兔子2.68.7(710)205(123304)0.280.11豚鼠6.4280(260400)老鼠0.187.4328(216600)0.0470.26老鼠8.3600(328780)鸽子10.0170(141244)鸡肉：0.32鸡肉：0.16青蛙0.5各种实验室小鼠(大鼠、小鼠、豚鼠、金黄地鼠)的生理数据BIOX。氯化萘时间：2007年6月26日资料来源：精卫生活老鼠*体温：39 (38.5-39.5),心跳频率475 (370-580)次/分钟，呼吸频率85.5 (66-114)次/分钟，通气量7.3(5-10.1)毫升/分钟，潮气量0.86 (0.6-1.25)毫升，耗氧量2000 mm3/克体重。麻醉期间，收缩压116 (88-138) mmHg，总红细胞8.9 (7.2-9.6) mm3，血红蛋白14.8 (12-17.5) g/100 ml血液，总白细胞5，000-15，000 /mm3，血小板100-300，000/mm3，血容量占体重的7.4%，红细胞比例1.090，总蛋白7.2(6.50.5)mmHg/mm3*豚鼠*正常体温为38.6 (37.8-39.5),心跳频率为280 (200-360)次/分钟，呼吸频率为90 (69-104)次/分钟，潮气量为1.8 (1.0-3.9)毫升，换气率为16毫升(10-28)/分钟，耗氧量为816 mm3/克活体重，血压为75-120mmHg，红细胞总数为5.6 (4血红蛋白14.4 (11 16.5) g/100 ml血液，总白细胞5000 6000 mm3，血小板116000/mm3，总血浆蛋白5.4 (5.0 5.6) g，血容量6.4%体重，32对染色体，寿命5 7年。*老鼠*体温38 (37 39),呼吸频率163 (84 230)次/分钟，心跳频率625 (470 780)次/分钟，耗氧量1530mm2/g活重，通气量24(11 36)ml/分钟，潮气量0.15 (0.09 0.23) ml，收缩压113 (95 125) mmHg，舒张压81 (67 90) mmHg。红细胞总数为930万/mm3，血红蛋白为14.8 (10 19)克/100毫升，白细胞为8.0 (6 12)千/mm3，总蛋白为4.8 (4.2 5.5)克*金发姑娘*心率为400次/分钟，呼吸频率为73.6次/分钟(33 127次/分钟)，呼吸容积为60 (33.3 82.8)毫升/分钟，在20 21时，血容量为体重的5%，在寿命条件下，耗氧量为每小时每克体重2.3毫升。8-12周龄时的颈动脉血压为78.7 101.3毫微克，12-17月龄时为64.3 88.3毫米GHG，17-24月龄时为65.5 92.5毫微克，24月龄以上为62.0 91.8毫微克，红细胞总数为590 830万/mm3，血红蛋白为14.85 16.20克/100毫升，血红蛋白为7.200 100毫升人体表面积=0.1 (70) 2/3=1.722大鼠体表面积=0.09 (0.2) 2/3=0.0306体表面积比(大鼠/人)=0.0306/1.722=0.0177 =0.018，然后计算20g小鼠的体重。小鼠体表面积=0.06 (0.02) 2/3=0.00436体表面积比(鼠标/人)=0.00436/1.722=0.00254 =0.0025可以看出，计算结果与我们前面提到的表格基本一致。事实上，该表是根据体形系数计算的。这个根据体型系数计算身体表面积的公式叫做Mech公式。出版于1879年。这个公式的发表可以说在促进科学界的发展方面起到了很好的作用。这也使我们从事药理学和实验动物科学的研究人员有了很好的参考。从上面的分析中，我们还可以看到，我们可以完全信任第一个表中列出的转换因子，当然，我们也可以完全信任我稍后编译的汇总表。因为，所有这些都是由体型公式计算出来的，也就是