第三章多室模型静脉注射

第三章多室模型静脉注射第一页，共四十九页，2022年，8月28日

用单室模型模拟体内过程，在处理方法上虽然简单，但在应用上有其局限性。这是由于单室模型既然把整个机体看作一个隔室，严格说来，就必须在药物进入体循环后．迅速完成向体内各可分布组织、器官与体液的分布过程，使药物在血浆与这些组织器官、体液之间立即达到动态平衡的分布状态。第二页，共四十九页，2022年，8月28日实际上，体内各部分的血流速度是不同的，药物随血流进入到各组织、器官与体液时需要一定时间。因此，绝对符合单室模型的药物是不存在的，但经典的药物动力学为了简化数学处理，有必要把机体中药物分布速度相差不大的组织或体液合并成一个隔室，使机体内的隔室数减少到最低限度。第三页，共四十九页，2022年，8月28日对某些药物而言，在血浆与体内各可分布部位间的转运交换都较快，以致使从药物吸收入血，到获得分布上的动态平衡只需要较短时间，这段时间可以忽略不计。第四页，共四十九页，2022年，8月28日因此，这类药物可看作近似地符合单室模型药物动力学，可用单室模型的动力学方法，近似地处理分析药物的体内动力学过程。第五页，共四十九页，2022年，8月28日但有不少药物被吸收后，向体内各部位分布速度的差异比较显著：药物在一部分组织、器官和体液的分布较快，分布时间可忽略不计，则可近似地把这些组织、器官和体液，连同血浆一起构成一个隔室，称为“中央室”，第六页，共四十九页，2022年，8月28日把药物分布较慢的组织、器官和体液等部分，称为“周边室”，或称为“外周室”，从而构成“双室模型”，这种在体内形成“中央室”与“周边室”的药物，称为“双室模型药物”。第七页，共四十九页，2022年，8月28日一般而言，血流丰富，物质交换最方便的一些组织或器官，如心、肝、脾、肺、肾和血浆等归属于“中央室”；而血流贫乏，不易进行物质交换的组织或器官，如肌肉、骨骼、皮下脂肪等，属于“周边室”，其它一些组织或器官的划分，要视药物的特性而定。第八页，共四十九页，2022年，8月28日例如，脑组织血流丰富，但它具有亲脂性的屏障，对于脂溶性药物．脑组织属于“中央室”，对于极性药物，它属于周边室。药物经中央室进入系统，并从中央室消除，在中央室与周边室之间药物进行着可逆性的转运。因此，周边室的作用好似一个与中央室相连接的贮库。第九页，共四十九页，2022年，8月28日有些药物需要用三室模型来表征，它是二室模型的扩展．即由中央室与两个周边室组成。药物以很快的速度分布到中央室（第1室），以较慢的速度进入浅外室（第2室），以很慢的速度进入深外室（第3室），此处中央室模型与二室模型相同第十页，共四十九页，2022年，8月28日浅外室为血流灌注较差的组织，又称组织隔室，深外室为血流灌注很差的深组织，如骨骼、脂肪等，又称深部组织隔室，也包括那些与药物结合牢固的组织。与二室模型同样，药物消除仅发生在中央室。第十一页，共四十九页，2022年，8月28日

从理论上讲，药物动力学可以建立任何多室模型，但从实用角度着．四室以上的模型很少见。第十二页，共四十九页，2022年，8月28日第三章多室模型第一节二室模型静脉注射给药第十三页，共四十九页，2022年，8月28日一、模型的建立

双室模型的药物静脉注射后，首先进入中央室，然后逐渐向周边室转运，在中央室与周边室之间药物进行着可逆性的转运，药物在中央室按一级过程的消除，其体内过程模型如图（3-1-1）所示。第十四页，共四十九页，2022年，8月28日图3-1-1双室模型静脉注射给药示意图中央室Vc,XcX0k12周边室Xp,Vpk21k10第十五页，共四十九页，2022年，8月28日图中，为静脉注射给药剂量；为中央室的药量；为周边室的药量；为药物从中央室向周围边室转运的一级速度常数；为药物从周边室向中央室转运的一级速度常数：为药物从中央室消除的一级速反常数。第十六页，共四十九页，2022年，8月28日

从图中可以看出，任一时刻中央室药物动态变化包括:①药物从中央室向周边室转运②药物从中央室消除③药物从周边室向中央室返回第十七页，共四十九页，2022年，8月28日周边室药物动态变化包括:①药物从中央室向周边室转运②药物从周边室向中央室返回第十八页，共四十九页，2022年，8月28日假如药物的转运过程均服从一级速度过程，即药物的转运速度与该室药物浓度（或药量）成正比．则各室药物的转运可用下列微分方程组定量描述。第十九页，共四十九页，2022年，8月28日第二十页，共四十九页，2022年，8月28日上述微分方程组采用拉氏变换或解线性方程组等方法可求得：（3-1-1）（3-1-2）第二十一页，共四十九页，2022年，8月28日

称为分布速度常数或快配置速度常数；β称为消除速度常数或称为慢配置速度常数。和分别代表着两个指数项即分布相和消除相的特征，由模型参数（）构成，可由下式表示：第二十二页，共四十九页，2022年，8月28日（3-1-3）（3-1-4）第二十三页，共四十九页，2022年，8月28日（3-1-5）（3-1-6）第二十四页，共四十九页，2022年，8月28日由于中央室内的药量与血药浓度之间存在如下关系：式中，为中室的表观分布容积，将上式代入（3-1-1）式，得到血药浓度的表达式如下：第二十五页，共四十九页，2022年，8月28日（3-1-7）AB第二十六页，共四十九页，2022年，8月28日上式中，设（3-1-8）（3-1-9）第二十七页，共四十九页，2022年，8月28日将（3-1-8）和（3-1-9）代入（3-1-7）式中，得：（3-1-10）第二十八页，共四十九页，2022年，8月28日三、参数计算1．基本参数的估算

欲掌握药物在体内的变化规律，首先应了解中央室内药物的量变关系，由（3-1-10）式可知，只要确定A,B,α,β

这四个基本参数值．就可以确定药物在中央室内的转运规律。第二十九页，共四十九页，2022年，8月28日

根据（3-1-10）式，若以血药浓度的对数对时间作图，即作图，将得到一条二项指数曲线，如下图所示。第三十页，共四十九页，2022年，8月28日

双室模型静脉注射血药浓度-时间关系图第三十一页，共四十九页，2022年，8月28日

对（3-1-10）式应用残数法进行分析，即可求出有关参数。则（3-1-10）式可简化为：（3-1-11）第三十二页，共四十九页，2022年，8月28日两边取对数，得：（3-1-12）第三十三页，共四十九页，2022年，8月28日以作图为一直线，即图（3-1-1）中的尾端曲线，直线的斜率为，从斜率可求出β值。根据β值可求出消除相的生物半衰期为：（3-1-13）第三十四页，共四十九页，2022年，8月28日将此直线外推至与纵轴相交，得截距为lgB,由其反对数值即可求出B。将（3-1-10）式进行整理，得：（3-1-14）第三十五页，共四十九页，2022年，8月28日

式中，C为实测浓度，为外推浓度，为残数浓度，即，以作图．得到残数线．（见图3-1-1中曲线部分）。根据残数线的斜率

第三十六页，共四十九页，2022年，8月28日和截距lgA即可求出和其分布相的半衰期可按下式求出：（3-1-15）第三十七页，共四十九页，2022年，8月28日

因此，根据实验数值．采用残数法可求出混杂参数，借助于电于计算机程序，直接对“血药浓度－时间”数据，采用非线性最小二乘法回归分析求出以上混杂参数，或模型参数。第三十八页，共四十九页，2022年，8月28日

应该注意的是：在分布相时间内．若取样太迟太少，可能看不到分布相而将双室模型当成单室模型处理。这一点，在实验设计时必须慎重考虑。第三十九页，共四十九页，2022年，8月28日2.模型参数的求法根据（3-1-10）式，又因为（3-1-16）第四十页，共四十九页，2022年，8月28日又因为第四十一页，共四十九页，2022年，8月28日代入（3-1-9）式中，得：（3-1-17）第四十二页，共四十九页，2022年，8月28日由此得出：将求出的值代入（3-1-6）式中，可求出中央室的消除速度常数．即：（3-1-18）（3-1-19）第四十三页，共四十九页，2022年，8月28日（3-1-5）式（3-1-20）第四十四页，共四十九页，2022