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1、生物信息科学与技术学院生物信息科学与技术学院 刘刘 磊磊分子分子102室室第二章第二章 单室模型单室模型第一第一节 静脉注射静脉注射第二第二节 静脉滴注静脉滴注第三第三节 血管外血管外给药第一节第一节 静脉注射静脉注射1. 1. 模型建立模型建立2.2.建立血药浓度与时间的关建立血药浓度与时间的关3.3.基本参数的求算基本参数的求算4.4.其他参数的求算其他参数的求算5.5.代谢产物动力学代谢产物动力学一一 、血药浓度、血药浓度1.1.尿排泄速度与时间的关系尿排泄速度与时间的关系2.2.尿排泄量与时间的关系尿排泄量与时间的关系3.3.肾清除率肾清除率二、尿药排泄数据二、尿药排泄数据一、血药浓度
2、一、血药浓度模型的建立模型的建立单单室静脉注射特点：室静脉注射特点：室静脉注射特点：室静脉注射特点： （1 1 1 1）能很快随血液分布到机体各）能很快随血液分布到机体各）能很快随血液分布到机体各）能很快随血液分布到机体各组织组织、器官中、器官中、器官中、器官中 （2 2 2 2）药药物的体内物的体内物的体内物的体内过过程基本上只有消除程基本上只有消除程基本上只有消除程基本上只有消除过过程程程程 （3 3 3 3）药药物的消除速度与体内在物的消除速度与体内在物的消除速度与体内在物的消除速度与体内在该时该时刻的刻的刻的刻的浓浓度（或度（或度（或度（或药药物量）成正比物量）成正比物量）成正比物量）
3、成正比一、血药浓度一、血药浓度模型的建立模型的建立体内体内过程的程的动力学模型：力学模型： X0为静脉注射的静脉注射的给药剂量量 X为时间t时体内体内药物量物量 K为一一级消除速度常数消除速度常数XX0k药物的消除速度按下列一物的消除速度按下列一级速度速度进行：行： （2-1） dx/dt: 体内体内药物的消除速度物的消除速度 K：一：一级消除速度常数消除速度常数 (负号号) ：表：表示体内示体内药量量X随随时间t的推移不断减少的推移不断减少一、血药浓度一、血药浓度血药浓度与时间的关系血药浓度与时间的关系 经拉氏拉氏变换得：得： （2-2） 式中式中X0为静注静注剂量量 ， S为拉氏运算因子拉
4、氏运算因子 经拉氏变换表2-2式两端除以表式两端除以表观分布容分布容积得：得： (2-3) 两两边取取对数得数得 (2-4) (2-3) (2-3) (2-3) (2-3)、(2-4)(2-4)(2-4)(2-4)为单为单室模型静脉注射室模型静脉注射室模型静脉注射室模型静脉注射给药给药后，血后，血后，血后，血药浓药浓度度度度经时过经时过程的基本公式。程的基本公式。程的基本公式。程的基本公式。一、血药浓度一、血药浓度基本参数的求算基本参数的求算从式（从式（从式（从式（2-42-4）可知）可知）可知）可知单单室模型静脉注射室模型静脉注射室模型静脉注射室模型静脉注射给药给药后，后，后，后，药药物在物
5、在物在物在体内的体内的体内的体内的转转运运运运规规律完全取决于一律完全取决于一律完全取决于一律完全取决于一级级消除速度常数消除速度常数消除速度常数消除速度常数k k和初和初和初和初始始始始浓浓度度度度C C0 0, ,因此求算参数因此求算参数因此求算参数因此求算参数时应时应首先求算首先求算首先求算首先求算k k和和和和C C0 0. .k k k k和和和和C C C C0 0 0 0的求算有两种方法：的求算有两种方法：的求算有两种方法：的求算有两种方法： 1. 1. 1. 1.做做做做图图法法法法 2. 2. 2. 2.线线性回性回性回性回归归方法方法方法方法1 1、作图法、作图法当静脉注射
6、当静脉注射当静脉注射当静脉注射给药给药以后，以后，以后，以后，测测得不同得不同得不同得不同时间时间titititi的血的血的血的血药浓药浓度度度度CiCiCiCi（i i i i1 1 1 1，2 2 2 23 3 3 3，4n)4n)4n)4n)，列表如下：，列表如下：，列表如下：，列表如下：tit1t2t3t4tnCiC1C2C3C4Cn 表表2-1 2-1 不同时间的血药浓度不同时间的血药浓度 根据根据(2-4）式，以）式，以 IgC对对t作图可得一条直线如下图所示。用作作图可得一条直线如下图所示。用作图法根据直载斜率（图法根据直载斜率（k）和截距（）和截距（ IgC0) 求出求出k和和
7、C0.根据根据(2-4）式，以）式，以 IgC对对t作作图图可得一条直可得一条直线线如如下下图图所示。用作所示。用作图图法根据直法根据直载载斜率斜率(k2.303)和和截距（截距（ IgC0) 求出求出k和和C0.2 2、线性回归法、线性回归法作作图法人法人为误差差较大，在大，在实际工作中多采用工作中多采用最小二乘法做直最小二乘法做直线回回归，即，即线性回性回归法求得法求得k和和C0。Y=bt+a根据根据公式（公式（2-42-4）可设成上式上式为一直一直线方程，斜率方程，斜率b和截距和截距a分分别为： (2-5) 式中：式中：n表示表示测定次数。定次数。 根据上式求出根据上式求出a和和b后，即
8、可求出后，即可求出k和和C0 (2-6) 为计为计算方便，将上面的算方便，将上面的算方便，将上面的算方便，将上面的计计算算算算过过程列表：程列表：程列表：程列表： 根据表中的数据，利用公式根据表中的数据，利用公式根据表中的数据，利用公式根据表中的数据，利用公式(2-5)(2-5)和和和和(2-6)(2-6)即可求出即可求出即可求出即可求出k k和和和和C C0 0。ntiCit2iYitiYi1t1C1t21Y1t1Y12t2C2t22Y2t2Y23t3C3t23Y3t3Y3.ntnCnt2nYntnYntiCit2iYitiYi一、血药浓度一、血药浓度其他参数的求算其他参数的求算1、半衰期（
9、、半衰期（t1/2）:药物在体内通物在体内通过各种途径消除一半所各种途径消除一半所需要的需要的时间。当。当t= t1/2时，C=C0代入代入(2-4) 得得 (2-7) 从从(2-7)式中可式中可见，药物的生物半衰期物的生物半衰期与与消除速度常数消除速度常数k成反比。成反比。半衰期大小半衰期大小半衰期大小半衰期大小说说明明明明药药物通物通物通物通过过生物生物生物生物转转化或排泄从休化或排泄从休化或排泄从休化或排泄从休内消除的快慢，也指示体内消除内消除的快慢，也指示体内消除内消除的快慢，也指示体内消除内消除的快慢，也指示体内消除过过程的效率。程的效率。程的效率。程的效率。药物本身的特性药物本身的
10、特性用药者的机体条件有关用药者的机体条件有关生物半衰期生物半衰期生物半衰期生物半衰期用药者的机体条件有关用药者的机体条件有关用药者的生理及病理状况能够影响药物的半衰期用药者的生理及病理状况能够影响药物的半衰期用药者的生理及病理状况能够影响药物的半衰期用药者的生理及病理状况能够影响药物的半衰期Eg.Eg.肾功能不全或肝功能受损者，均可使生物半衰期延长肾功能不全或肝功能受损者，均可使生物半衰期延长, ,增加药物的作用时间增加药物的作用时间 在临床药物动力学研究中这类病人的半衰期需作个别测定，在临床药物动力学研究中这类病人的半衰期需作个别测定，在临床药物动力学研究中这类病人的半衰期需作个别测定，在临
11、床药物动力学研究中这类病人的半衰期需作个别测定，然后才能制定给药方案。然后才能制定给药方案。然后才能制定给药方案。然后才能制定给药方案。 体内消除某一百分数所需的体内消除某一百分数所需的体内消除某一百分数所需的体内消除某一百分数所需的时间时间即所需半衰即所需半衰即所需半衰即所需半衰期的个数可用下法汁算。例如消除期的个数可用下法汁算。例如消除期的个数可用下法汁算。例如消除期的个数可用下法汁算。例如消除90%90%所需所需所需所需时间为时间为：2、表、表观分布容分布容积（V）：是体内）：是体内药量与血量与血药浓度度间相互关系的一个比例常数。相互关系的一个比例常数。 因因为 C0=X0/V, 所以所
12、以 V=X0/C0 （ 2-8） X0为为静脉注射静脉注射剂剂量，量， C0为为初始初始浓浓度，根据式度，根据式(2-4)可以求出可以求出3、血、血药浓度度时间曲曲线下面下面积（AUC） 由由 可得可得 因因为 则： 因此因此 把把 代入，代入， 得得 (2-9) 从上两式可以看出，从上两式可以看出，从上两式可以看出，从上两式可以看出，AUCAUC与与与与k k和和和和V V成反比成反比成反比成反比当当当当给药剂给药剂量、表量、表量、表量、表观观分布容分布容分布容分布容积积V V和消除速度常和消除速度常和消除速度常和消除速度常数数已知数数已知数数已知数数已知时时，利用上式即可求出，利用上式即可
13、求出，利用上式即可求出，利用上式即可求出AUCAUC。4、体内、体内总清除率（清除率（TBCL）：是指机体在）：是指机体在单位位时间内能清除掉相当于多少体内能清除掉相当于多少体积的流的流经血液中的血液中的药物。物。 用数学式表示用数学式表示为：(2-1)代入得C=X/V代入得药物体药物体内总清内总清除率是除率是消除速消除速度常数度常数与表观与表观分布容分布容积的乘积的乘积。积。(2-10)(2-10)(2-11)(2-11)(2-11)(2-11)例一例一 给某患者静脉注射一单室模型药物，剂量给某患者静脉注射一单室模型药物，剂量1050mg ,1050mg ,测得不同时刻血药浓度数据如下：测得
14、不同时刻血药浓度数据如下：t(h)1.02.03.04.06.08.010.0C(g/ml)109.7880.3558.8143.0423.0512.356.61试求该药的试求该药的k k，t1/2,V,TBCL,AUCt1/2,V,TBCL,AUC以及以及12h12h的血药的血药浓度。浓度。（1）图解法解法（2）线性回性回归法法二、尿药排泄数据二、尿药排泄数据血血血血药浓药浓度法是求算度法是求算度法是求算度法是求算药动药动学参数的理想方法，但在学参数的理想方法，但在学参数的理想方法，但在学参数的理想方法，但在某些情况下，血某些情况下，血某些情况下，血某些情况下，血药浓药浓度度度度测测定比定比
15、定比定比较较困困困困难难。如：。如：。如：。如：药药物本身缺乏精密度物本身缺乏精密度物本身缺乏精密度物本身缺乏精密度较较高的含量高的含量高的含量高的含量测测定方法；定方法；定方法；定方法；某些某些某些某些剧剧毒或高效毒或高效毒或高效毒或高效药药物。用量太小或体内表物。用量太小或体内表物。用量太小或体内表物。用量太小或体内表观观分布分布分布分布容容容容积积太大，造成血太大，造成血太大，造成血太大，造成血药浓药浓度度度度过过低低低低难难以准确以准确以准确以准确检检出；出；出；出；血液中干血液中干血液中干血液中干扰扰性物性物性物性物质质使血使血使血使血药浓药浓度无法度无法度无法度无法测测定；定；定；
16、定；缺乏缺乏缺乏缺乏严严密的医密的医密的医密的医护护条件，不便条件，不便条件，不便条件，不便对对用用用用药对药对象迸行多次象迸行多次象迸行多次象迸行多次采血。采血。采血。采血。此此此此时时，可以考，可以考，可以考，可以考虑虑采用尿采用尿采用尿采用尿药药徘泄数据徘泄数据徘泄数据徘泄数据处处理的理的理的理的动动力学力学力学力学分析方法。分析方法。分析方法。分析方法。药药物从体内的排泄有两条途径物从体内的排泄有两条途径物从体内的排泄有两条途径物从体内的排泄有两条途径经肾排泄经肾排泄经肾排泄经肾排泄肾外途径排泄肾外途径排泄肾外途径排泄肾外途径排泄尿中药物的排泄不以恒速进行，而是与尿中药物的排泄不以恒速进行，而是与血药浓度成正比地变化着的一级速度过血药浓度成正比地变化着的一级速度过程。程。XXuXnrkeknr图图 单室模型静脉注射给药后药物排泄示意图单室模型静脉注射给药后药物排泄示意图X：体内药量：体内药量ke:表观一级肾排泄速度常数表观一级肾排泄速度常数knr：表观一级非肾排泄速度常数：表观一级非肾排泄速度常数Xu：尿中原形药物量：尿中原形药物量Xnr：通过非肾途径排泄的药物量：通过非肾途径
