第三章药物代谢动力学第一节

1、药物在体内变化规律：药物在体内变化规律：吸收、分布、代谢、排泄吸收、分布、代谢、排泄药物在体内（血药浓度）随时间变化的规律药物在体内（血药浓度）随时间变化的规律what the body does to a drug第三章第三章 药物代谢动力学药物代谢动力学 pharmacokinetics研究研究 曹曹 永永 孝孝西安交通大学医学院药理学系西安交通大学医学院药理学系;ttp:/西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;物的体内过程图解血液 吸收吸收absorption、分布、分布distribution、排泄、排泄e

2、xcretion 、代谢、代谢metabolism 第一节第一节 体内过程体内过程西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;transportation 转运转运空间位置的迁移 消除消除 elimination药物从给药到排出，经历吸收、分布、代谢和排泄四个过程（药物从给药到排出，经历吸收、分布、代谢和排泄四个过程（adme）。）。 药物起效药物起效 吸收吸收 分布分布 作用时间作用时间 代谢和排泄代谢和排泄disposition 处置处置转化转化 transformation（一） 转运方式转运方式 药物在体内的过程都要通过各种细胞膜，有单层药

3、物在体内的过程都要通过各种细胞膜，有单层的，有多层的，细胞结构不同，但转运的基本屏障都是细胞膜。过程相似的，有多层的，细胞结构不同，但转运的基本屏障都是细胞膜。过程相似。表在表在吞噬吞噬吞饮吞饮内在内在通道通道 载体载体受体受体 酶酶 一、体内过程的基本规律一、体内过程的基本规律西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;通过各种生物膜需通过各种生物膜膜以脂质双分子层为骨架膜以脂质双分子层为骨架 嵌膜蛋白嵌膜蛋白非载体转运非载体转运载体转运载体转运1.非载体转运非载体转运（non- carrier transport ） 1) 简单扩散简单扩散：

4、药物溶于生物膜的脂质而通过生物膜。药物溶于生物膜的脂质而通过生物膜。 （simple diffusion） 大多数药物以此方式转运大多数药物以此方式转运 两侧浓度差两侧浓度差扩散率与扩散率与 膜的膜的 面积、厚度面积、厚度 有关有关 通透性通透性药物的脂药物的脂/水分配系数愈大，水分配系数愈大， 脂质层的浓度愈高，跨膜愈快脂质层的浓度愈高，跨膜愈快 但药物仍需具有一定的水溶性但药物仍需具有一定的水溶性 简单扩散受药物解离度影响很大简单扩散受药物解离度影响很大 解离型解离型 极性大、脂溶性小极性大、脂溶性小 难于扩散难于扩散 非解离型非解离型 极性小、脂溶性大极性小、脂溶性大 易于扩散易于扩散

5、西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;单扩散特点：简单扩散特点：顺浓度差；顺浓度差；不耗能；不耗能；不需载体；不需载体；无饱和现象；无饱和现象；无竞争性抑制现象。无竞争性抑制现象。药物的溶解度或解离度是影响影响药物的溶解度或解离度是影响影响 转运的主要因素。转运的主要因素。药物的药物的解离度解离度取决于药物的取决于药物的pka及及体液的体液的ph，可用公式说明可用公式说明对弱酸性药物对弱酸性药物 pka=ph - log a /ha;对弱碱性药物对弱碱性药物 pka=ph- log b /bh 当当ph以以数学值数学值变化时，变化时， 药物离

6、子型与非离子型之比以药物离子型与非离子型之比以指数值指数值变化变化弱酸性药物弱酸性药物 ：10ph-pka = 离子型离子型 /非离子型非离子型弱碱性药物：弱碱性药物： 10ph-pka = 非离子型非离子型 /离子型离子型 生理状态下，弱酸或弱碱药多呈非解离型生理状态下，弱酸或弱碱药多呈非解离型 易吸收易吸收西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;普生萘普生 pka 5.0 西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;酸性药物弱酸性药物 pka=ph - log a /ha 10ph-pka =

7、离子型离子型 /非离子型非离子型胃液胃液ph 2.0 ba = 1.0 + a_ = 0.001总和总和ha+a_ =1.001 血浆血浆 ph 7.4 ba = 1 + a_ = 251总和总和 ha+a_ = 252弱酸性药物在胃的扩散弱酸性药物在胃的扩散阿司匹林阿司匹林 pka 3.5 gastric juiec plasmaph 2.0 ph 7.4ba = 1.0 ba = 1.0 + + a- = 0.001 a- = 251 total totalha + a- = 1.001 ha + a- = 252 西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ; 029-8

8、2655140胃液胃液ph 1.4 ba = 1.0 + a_ = 0.008总和总和ha+a_ =1.008 血浆血浆 ph 7.4 ba = 1 + a_ = 7943总和总和 ha+a_ = 7944弱酸性药物在胃的扩散弱酸性药物在胃的扩散弱酸性药物弱酸性药物 pka=ph - log a /ha 10ph-pka = 离子型离子型 /非离子型非离子型吗啡吗啡 pka 8.0弱碱性药物弱碱性药物 pka=ph- log b /bh 10pka-ph = 离子型离子型 /非离子型非离子型西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;小肠表面小肠表

9、面 ph 5.3 b = 1 + bh+ = 501总和总和bh + b_ = 502 血浆血浆ph 7.4 b = 1+bh+ = 4总和总和bh + b_ = 5弱碱性药物在肠的扩散弱碱性药物在肠的扩散 当膜两侧的当膜两侧的ph不等时不等时 简单扩散的规律简单扩散的规律当扩散达动态平衡后当扩散达动态平衡后西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;机体体方方面面药药物物方方面面2) 滤过滤过 filtration ：小于膜孔的药物借流体静压和渗透压差通过水性小于膜孔的药物借流体静压和渗透压差通过水性通道由膜一侧到另一侧的过程。通道由膜一侧到另一

10、侧的过程。多数细胞的水性通道小，只允许水溶性的、分子量小的药物通过：多数细胞的水性通道小，只允许水溶性的、分子量小的药物通过：甲醇，尿素；甲醇，尿素；多数毛细血管上皮细胞间孔隙大，多数药物可通过；多数毛细血管上皮细胞间孔隙大，多数药物可通过；但脑内大部分毛细血管上皮细胞壁无间隙，药物不能滤过。但脑内大部分毛细血管上皮细胞壁无间隙，药物不能滤过。多数无机离子由跨膜电位差（多数无机离子由跨膜电位差（cl-）或主动转运（）或主动转运（na+，k+）通过细胞膜）通过细胞膜西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;化扩散易化扩散（facilitated d

11、iffusion）许多细胞膜上有跨膜蛋白许多细胞膜上有跨膜蛋白 trans-membrane protein, 控制内源性生理物质进出细胞。控制内源性生理物质进出细胞。糖，氨基酸，胆糖，氨基酸，胆碱，铁，等。碱，铁，等。跨膜蛋白在细胞膜一侧与药物结合，发生构型跨膜蛋白在细胞膜一侧与药物结合，发生构型变化，穿过细胞膜，在另一侧，将药物释放。变化，穿过细胞膜，在另一侧，将药物释放。特点：选择性，特点：选择性， 竞争性竞争性 2 载体转运载体转运 carrier transport 西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;动转运主动转运（active

12、 transport）指药物不依赖浓度差的跨膜转运，指药物不依赖浓度差的跨膜转运，可以逆浓度差转运，又称为逆流转可以逆浓度差转运，又称为逆流转运或上山转运（运或上山转运（up hill）。）。特点：特点：需要特异性载体需要特异性载体 逆差转运，消耗能量逆差转运，消耗能量 有饱和现象有饱和现象 有竞争性抑制现象有竞争性抑制现象 不常见不常见 胞吐胞吐（exocytosis）- 大分子物质通大分子物质通过胞裂从细胞内转运到细胞外过胞裂从细胞内转运到细胞外膜动转运（膜动转运（cytosis）-通过膜的运动而转运大分子物质通过膜的运动而转运大分子物质胞饮胞饮（pinocytosis）-通过膜的内陷形成

13、通过膜的内陷形成小小 泡使大分子物质进入细胞泡使大分子物质进入细胞.西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;物的跨膜转运方式药物的跨膜转运方式西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;= d p dp 游离型游离型 产生药效。产生药效。 结合型不跨膜结合型不跨膜 储存形式。储存形式。 二型处于动态平衡。二型处于动态平衡。结合率高的药，消除慢，维持长结合率高的药，消除慢，维持长结合以白蛋白为主，各药结合率不同结合以白蛋白为主，各药结合率不同有饱和性，饱和后，增加用量有饱和性，饱和后，增加用量, 游离

14、游离药物浓度增加，药效毒性增强。药物浓度增加，药效毒性增强。结合率高的药物同用，竞争性置换。结合率高的药物同用，竞争性置换。华法令华法令+ 保泰松；保泰松； 磺胺与胆红素磺胺与胆红素（二（二）存在形式）存在形式 药物在体内以游离型（药物在体内以游离型（free）和结合型（）和结合型（bound）存在）存在 结合物质结合物质：血浆清蛋白，球、糖蛋白，组织蛋白，脂肪，钙血浆清蛋白，球、糖蛋白，组织蛋白，脂肪，钙二二 药物的吸收药物的吸收 absorption- 药物从用药部位进入体循环的过程药物从用药部位进入体循环的过程 1 消化道消化道 po：最常用：最常用： 方便方便 安全安全 不快不快液体能

15、吸收，液体能吸收，固体不吸收（崩固体不吸收（崩 溶）；溶）； 胃：胃：弱酸药可在胃吸收，但吸收少；弱酸药可在胃吸收，但吸收少； 小肠：小肠：是主要吸收部位：有绒毛，面积大，是主要吸收部位：有绒毛，面积大，血流多，血流多，ph宽；宽；饮水量、空腹状态、饮水量、空腹状态、ph、胃内容、酸和、胃内容、酸和酶、肠道菌群可影响吸收酶、肠道菌群可影响吸收西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;响吸收的因素：影响吸收的因素： 1 药物的理化性质药物的理化性质 2 吸收环境：排空快慢，食物多少吸收环境：排空快慢，食物多少 3 首关效应首关效应首关消除高时，生物

16、利用度低，加大剂量，则代谢产物增多，可能会出现代谢产物毒性首关消除首关消除 first pass elimination 有些药物首先在胃肠粘膜和肝脏被部有些药物首先在胃肠粘膜和肝脏被部分灭活代谢（主要是肝），导致进入体循环药量减少。分灭活代谢（主要是肝），导致进入体循环药量减少。 口腔：口腔： 药物经口腔粘膜吸收，唾液药物经口腔粘膜吸收，唾液 1-2l/日，日，吸收快，无首过消除。吸收快，无首过消除。 (硝酸甘油，异丙硝酸甘油，异丙)直肠：直肠： 面积不大，血流丰富，吸收快；面积不大，血流丰富，吸收快； 可经中、下痔静脉入下腔静脉可经中、下痔静脉入下腔静脉 但中、上痔静脉有交通支但中、上痔静

17、脉有交通支直肠给药约直肠给药约2/3 可绕过肝脏可绕过肝脏西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;2 注射给药：注射给药： im，iv, sc；ia，毛细血管壁吸收毛细血管壁吸收: 简单扩散，滤过。简单扩散，滤过。 吸收较快，速度与局部血流及剂型有关。吸收较快，速度与局部血流及剂型有关。热敷热敷 按靡按靡 加快；加快； ad 减慢减慢西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ; 029-826551403 呼吸道给药呼吸道给药：肺泡上皮吸收：肺泡上皮吸收 (脂溶性脂溶性 挥发性如乙醚，异丙挥发性如乙醚，异丙) 4 皮肤给药皮肤

18、给药：脂溶性药可缓慢通透，（杀虫药），：脂溶性药可缓慢通透，（杀虫药）， 氮酮（硝酸甘油）。氮酮（硝酸甘油）。 5 粘膜给药：粘膜给药：鼻腔粘膜面积大，血管丰富，吸收快鼻腔粘膜面积大，血管丰富，吸收快 西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;三 分布分布 distribution 入血的药物转运到组织器官的过程入血的药物转运到组织器官的过程。 体内分布不均匀，有选择性和再分布特点体内分布不均匀，有选择性和再分布特点。药物在体内分布不均匀：药物在体内分布不均匀： 如碘集中在甲状腺如碘集中在甲状腺 链霉素多在细胞外液链霉素多在细胞外液 氯喹集聚在红

19、细胞氯喹集聚在红细胞平衡后，血液与组织器官的血药浓度相对稳定，平衡后，血液与组织器官的血药浓度相对稳定，血药浓度可间接反映靶器官药物浓度水平血药浓度可间接反映靶器官药物浓度水平 药物先流向血流多的组织器官：如脑；药物先流向血流多的组织器官：如脑； 再向血流少的组织器官转移：再分布；再向血流少的组织器官转移：再分布； 如巴比妥类药静脉麻醉如巴比妥类药静脉麻醉d= = d p dp影响分布的因素影响分布的因素：1 与血浆蛋白结合与血浆蛋白结合：多数药物可与血浆蛋白可逆结合：多数药物可与血浆蛋白可逆结合; 血浆蛋白结合率血浆蛋白结合率结合以白蛋白为主，也有糖蛋白、脂蛋白结合以白蛋白为主，也有糖蛋白、

20、脂蛋白 游离型游离型 可跨膜可跨膜 产生药效。产生药效。结合型结合型 不跨膜不跨膜 储存形式。储存形式。 二型处于动态平衡。二型处于动态平衡。结合率高的药，消除慢，维持长结合率高的药，消除慢，维持长结合的特点结合的特点： 非特异性结合；非特异性结合；可逆性结合，可逆性结合， 饱和性，饱和后，增加用量饱和性，饱和后，增加用量, 游离药物游离药物浓度增加，药效毒性增强。浓度增加，药效毒性增强。 结合率高的药物同用，竞争性置换结合率高的药物同用，竞争性置换 华法令华法令+ 保泰松；磺胺与胆红素保泰松；磺胺与胆红素病理状态对血浆蛋白结合有明显影响病理状态对血浆蛋白结合有明显影响2. 体内屏障：体内屏障

21、： 药物在血液和器官间转运时受到阻碍的现象药物在血液和器官间转运时受到阻碍的现象血脑屏障血脑屏障 胎盘屏障胎盘屏障 血眼屏障血眼屏障血脑屏障：血脑屏障：血管内皮细胞由血管内皮细胞由紧密连结相连紧密连结相连内皮细胞代谢酶内皮细胞代谢酶代谢屏障代谢屏障血血脑脑屏屏障障示示意意图图the blood-brain barrier 西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;碍许多大分子、水溶性或解离性药物通过阻碍许多大分子、水溶性或解离性药物通过脂溶性药物可通过脂溶性药物可通过胎盘屏障胎盘屏障 placental barrier 胎盘绒毛与子宫胎盘绒毛与子

22、宫 血窦间的屏障血窦间的屏障西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;盘对药物的通透性与一般毛细血管差别不大，多数药物可进入。胎、母血液浓度相似。孕妇禁用对胎儿有毒的药物。血眼屏障血眼屏障 blood-eye-barrie 是血液与视网膜、血液与房水、血液与玻璃体屏障的总称是血液与视网膜、血液与房水、血液与玻璃体屏障的总称3 器官血流量器官血流量 吸收后先分布到血流量大的组织：肝肾脑，药后迅速达较高浓度吸收后先分布到血流量大的组织：肝肾脑，药后迅速达较高浓度, 后向血流量小的组织转移（再分布后向血流量小的组织转移（再分布 redistributi

23、on）。）。 脂肪组织面积大，是脂溶药的储库脂肪组织面积大，是脂溶药的储库(硫喷妥重分布硫喷妥重分布)。4 组织的亲和力组织的亲和力 某些药对组织有特殊亲和力：某些药对组织有特殊亲和力： 碘碘-甲状腺；钙甲状腺；钙-骨；氯喹骨；氯喹-红细胞红细胞5 体液的体液的ph细胞内液细胞内液7.0，外液，外液7.4. 弱酸药弱酸药在较碱侧在较碱侧(细胞外细胞外)解离多，易从解离多，易从胞内胞内向向胞外胞外转移。转移。 碱化血尿，可促进弱酸性药（苯巴比妥）从脑向血转移，并使肾小管重碱化血尿，可促进弱酸性药（苯巴比妥）从脑向血转移，并使肾小管重吸收减少，从尿排泄增加吸收减少，从尿排泄增加。西安交大医学院药理

24、学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;四. 代谢代谢(metabolism) -体内药物在酶的作用下发生结构变化体内药物在酶的作用下发生结构变化 药物进入体内后，机体动员各种机构使改变药物结构，即药物转化药物进入体内后，机体动员各种机构使改变药物结构，即药物转化(biotransformation) ，以便消除。代谢是药物消除的重要途径。，以便消除。代谢是药物消除的重要途径。 1 药物代谢的意义：药物代谢的意义： 灭活灭活inactivation由活性转化为无活性由活性转化为无活性 活化活化activation由无活性转化为有活性由无活性转化为有活性（环磷酰铵

25、，磺胺）（环磷酰铵，磺胺） 前药前药 使活性药物变为有活性的代谢物使活性药物变为有活性的代谢物 多数脂溶性药转化为极性大或脂溶性小的代谢物，易排出多数脂溶性药转化为极性大或脂溶性小的代谢物，易排出西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;肝微粒体酶肝微粒体酶 (肝药酶肝药酶) 存在肝细胞存在肝细胞内质网内质网的酶系。的酶系。 基本作用是从辅酶基本作用是从辅酶及细及细胞色素胞色素b5 获获h，使药物羟化，并结合成水。无相应还原产物，使药物羟化，并结合成水。无相应还原产物，又又称单加氧酶称单加氧酶。是细胞色素。是细胞色素p450。含多种异构酶，有。含

26、多种异构酶，有70余种，余种，特异性差，可催化许多不同的药物，是特异性差，可催化许多不同的药物，是药物代谢的主要酶药物代谢的主要酶系系。 非微粒体酶非微粒体酶：肝肝 肠肠 肾的线粒体、细胞浆及血浆中：肾的线粒体、细胞浆及血浆中：mao，ache。 2. 药物代谢酶药物代谢酶 主要器官：肝主要器官：肝 多数药物在酶的催化下代谢多数药物在酶的催化下代谢 3. 药物代谢的时相和类型药物代谢的时相和类型第一相第一相：包括氧化、还原、水解；包括氧化、还原、水解； 加减极性基团（加减极性基团（-oh，-cooh，nh2，-sh，-ch3） 氧化：可分别通过微粒体酶系或非微粒体酶系催化氧化：可分别通过微粒体

27、酶系或非微粒体酶系催化 还原：不及氧化普遍。亦为酶促反应。还原：不及氧化普遍。亦为酶促反应。 水解：多发生在含酯键和酰胺键的药物。水解酶。水解：多发生在含酯键和酰胺键的药物。水解酶。第二相第二相：结合：药物或代谢物，在转移酶的催化下进行结合：结合：药物或代谢物，在转移酶的催化下进行结合 反应。结合剂：葡萄糖醛酸、硫酸、甘氨酸及乙酰反应。结合剂：葡萄糖醛酸、硫酸、甘氨酸及乙酰 化等。化等。西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ; 029-826551404 药物代谢酶的特性药物代谢酶的特性 选择性低，催化多种药物；选择性低，催化多种药物； 变异性大：种族、种间差异，快代谢、

28、慢代谢；变异性大：种族、种间差异，快代谢、慢代谢； 酶活性易受影响。酶活性易受影响。 酶诱导药酶诱导药：使肝药酶合成加速或降解减慢，产生耐受性。使肝药酶合成加速或降解减慢，产生耐受性。如苯巴比妥，苯妥英等有药酶诱导作用。可使自身或其他药如苯巴比妥，苯妥英等有药酶诱导作用。可使自身或其他药物代谢加快。物代谢加快。 酶抑制药酶抑制药：能抑制肝药酶活性或减少其合成，如氯霉素，能抑制肝药酶活性或减少其合成，如氯霉素，异烟肼等。异烟肼等。西安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ;安交大医学院药理学系西安交大医学院药理学系 曹永孝曹永孝 ; 029-826551405. 药物转化的两