藥物動(dòng)力學(xué)模型

1、1藥物動(dòng)力學(xué)模型一般說(shuō)來(lái)，一種藥物要發(fā)揮其治療疾病的作用，必須進(jìn)入血液，隨著血流到達(dá)作用部位。藥物從給藥部位進(jìn)入血液循環(huán)的過(guò)程稱為藥物的吸收，而借助于血液循環(huán)往體內(nèi)各臟器組織轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程稱為藥物的分布。藥物進(jìn)入體內(nèi)以后，有的以厡型發(fā)揮作用，并以厡型經(jīng)腎臟排出體外；有的則發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變稱為藥物的代謝。代謝產(chǎn)物可能具有藥理活性，可能沒(méi)有藥理活性。不論是厡型藥物或其代謝產(chǎn)物，最終都是經(jīng)過(guò)一定的途徑(如腎臟、膽道、呼吸器官、唾液腺、汗腺等)離

2、開機(jī)體，這一過(guò)程稱為藥物的排泄。有時(shí)，把代謝和排泄統(tǒng)稱為消除。藥物動(dòng)力學(xué)(Pharmacokiics)就是研究藥物、毒物及其代謝物在體內(nèi)的吸收、分布、代謝及排除過(guò)程的定量規(guī)律的科學(xué)。它是介于數(shù)學(xué)與藥理學(xué)之間的一門新興的邊緣學(xué)科。自從20世紀(jì)30年代Teell為藥物動(dòng)力學(xué)奠定基礎(chǔ)以來(lái)，由于藥物分析技術(shù)的進(jìn)步和電子計(jì)算機(jī)的使用，藥物動(dòng)力學(xué)在理論和應(yīng)用兩方面都獲得迅速的發(fā)展。至今，藥物動(dòng)力學(xué)仍在不斷地向深度和廣度發(fā)展。藥物動(dòng)力學(xué)的研究方法一般

3、有房室分析；矩分析；非線性藥物動(dòng)力學(xué)模型；生理藥物動(dòng)力學(xué)模型；藥物藥效學(xué)模型。下面我們僅就房室分析作一簡(jiǎn)單介紹。為了揭示藥物在體內(nèi)吸收、分布、代謝及排泄過(guò)程的定量規(guī)律，通常從給藥后的一系列時(shí)間(t)采取血樣，測(cè)定血(常為血漿，有時(shí)為血清或全血)中的藥物濃度(C)；然后對(duì)血藥濃度——時(shí)間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)(C——t數(shù)據(jù))進(jìn)行分析。一一室模型最簡(jiǎn)單的房室模型是一室模型。采用一室模型，意味著可以近似地把機(jī)體看成一個(gè)動(dòng)力學(xué)單元，它適用于給藥后，藥物瞬間分

4、布到血液、其它體液及各器官、組織中，并達(dá)成動(dòng)態(tài)平衡的情況。下面的圖(一)表示幾種常見(jiàn)的給藥途徑下的一室模型，其中C代表在給藥后時(shí)間t的血藥濃度，V代表房室的容積，常稱為藥物的表觀分布容積，K代表藥物的一級(jí)消除速率常數(shù)，故消除速率與體內(nèi)藥量成正比，D代表所給劉劑量。圖(a)表示快速靜脈注射一個(gè)劑量D，由于是快速，且藥物直接從靜脈輸入，故吸收過(guò)程可略而不計(jì)；圖(b)表示以恒定的速率K，靜脈滴注一個(gè)劑量D；若滴注所需時(shí)間為丅，則K=D丅。圖(

5、c)表示口服或肌肉注射一個(gè)劑量D，由于存在吸收過(guò)程，故圖中分別用F和代表吸收分?jǐn)?shù)和一級(jí)吸收速率常數(shù)。0K1.快速靜脈注射在圖(a)中所示一室模型的情況下，設(shè)在時(shí)間t，體內(nèi)藥物量為x，則按一級(jí)消除的假設(shè)，體內(nèi)藥量減少速率與當(dāng)時(shí)的藥量成正比，故有下列方程：(5.1)dxKtdt=初始條件為t=0，x=0，容易解……………………..(5.2)Ktx=De注意到房室的容積為V，故c=xV；記t=0時(shí)血藥濃度為，因此=DV，則有0C0C……………

6、……….(5.3)0C=CKte這就是快速靜脈注射(簡(jiǎn)稱靜注)一個(gè)劑量D時(shí)，符合一室模型的藥物及其血藥濃度隨時(shí)間遞減的方程。對(duì)方程3兩邊取對(duì)數(shù)得3在初始條件t=0，x=0之下，可得其解為…………..(5.8)()01KtKxeK=其中，這里T為滴注持續(xù)的時(shí)間。利用x=VC，由(8)式得0tT￡￡…………(5.9)()01KtKCeVK=這就是恒速靜脈滴注期間，符合一室模型的藥物濃度隨時(shí)間遞增的方程。假如t=丅時(shí)，所給劑量D滴注完畢，則此

7、后的血藥濃度便按靜注射時(shí)的規(guī)律下降(如圖二)，不過(guò)此時(shí)初始濃度為，故滴注停止后的C一t方程(為區(qū)別起見(jiàn)，特記()01KTKeVK為)如下：Ct…………..(5.10)()01KTKtKeCeVK=由此可見(jiàn)，我們可以從滴注停止后測(cè)得數(shù)據(jù)，求得K和V的估計(jì)值(和Ct0K丅皆已知)假如滴注總是持續(xù)進(jìn)行，則由(10)式可知，血藥濃度將趨于一個(gè)極限，記作…………..(5.11)()001limKtsstKKCeVKVK==這個(gè)血藥濃度稱為穩(wěn)態(tài)濃度

8、，又稱坪水平。記在時(shí)刻t的血藥濃度達(dá)到坪水平的分?jǐn)?shù)為，則有ssf…………..(5.12)120.69311ttKtssssCfeeC===可見(jiàn)達(dá)到穩(wěn)態(tài)的快慢取決于消除速率常數(shù)K或半衰期，與滴注速率K無(wú)關(guān)。例如，當(dāng)?shù)巫⒊掷m(xù)時(shí)間等于5倍半衰期時(shí)，由(12)式算得，此時(shí)血藥濃度約為坪水0.969ssf=平徹97％。3.口服或肌肉注射在圖（c）所示一室模型的情況下，設(shè)在時(shí)刻t，體內(nèi)藥量為x，吸收部位的藥量為，則可建立如下的微分方程組ax…………