药物动力学与药效动力学相互关系.pptx
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1、 药物动力学和药效动力学是按时间同步进行的两个密切相关的动力学过程。药物动力学研究揭示药物的体内过程,对于了解药物体内作用的特点,设计新药和合理用药都具有重要意义。第1页/共89页o但是,一个药物的最终价值是药物的药理效应。o药效动力学是研究药物对机体的作用原理与规律的科学,它主要描述药理效应是加何随血药浓度变化的,对药理效应的时间过程进行分析。o一般只根据经验观察起效时间、药理作用强度与持续时间,它们与药物动力学参数的关系大多未被定量研究。第2页/共89页 药物对机体发生作用的基础是药物先与机体中特殊的靶体结合,再影响靶体产生药效,这种能与药物结合并发生效应的靶体也即“广义的受体”。第3页/
2、共89页药物的药理效应强度与药物在受体部位的药物浓度有关。药物在受体部位的浓度尽管不等于血药浓度,但在体内药物分布平衡时,二者随药物剂量变化而变化,随时间按比例衰减。第4页/共89页药物到达和离开受体部位的速度,影响药物作用的起效时间和作用持续时间。因此,研究药物动力学和药效动力学之间的相互关系,具有很大的临床意义。第5页/共89页研究方法上,在确定剂量与效应关系后,可根据药物动力学模型,研究经时过程血药浓度和效应的关系。第6页/共89页将药物动力学和药效动力学结合起来,增加作用部位的效应室,组成药物动力学和药效动力学结合模型,简称PK-PD模型。它通过血药-时间-效应三者数据的测定,经模型分
3、析,可拟合出血药浓度及其效应经时过程的曲线,推导出产生效应部位的药物浓度,定量地反映其与效应的关系。第7页/共89页PK-PDPK-PD模型已用于抗心律失常、降压、镇静、肌松、利尿和降糖等药物的药物动力学和药效动力学分析。第8页/共89页一、血药浓度和药理效应的关系 一般认为,多数药物随着服药剂量的增加,体内血药浓度按比例升高,其药理效应也相应增强。因此当药物治疗未出现预期的临床疗效时,医生通常是加大给药剂量。第9页/共89页血药浓度-药理关系往往比较复杂。药理效应的大小不仅与血药浓度有关,而且更与效应部位浓度有直接关系。但血药浓度和疗效之间并不是一个简单的比例关系,随意加大剂量,往往并不能获
4、得预期效果。第10页/共89页有时剂量增加,疗效并不增强,甚至会导致血药浓度的飓升,出现意想不到的后果,因此需要研究血药浓度和药理效应之间的关系以及在不同血药浓度情况下,药理效应的各种表现形式。第11页/共89页1 1血药浓度和药理效应呈线性相关剂量和药效之间的关系可用下图1 1,2 2来表示,图1 1描述了随着血药浓度的增加,药效也逐渐增强,最终达到一个最大值。第12页/共89页4-1-1 药效与血药浓度曲线第13页/共89页4-1-2 4-1-2 药效与血药浓度半对数曲线第14页/共89页图2 2描述了用同样的数据,以药效对血药浓度的对数作图,可得到一个S S型曲线。第15页/共89页 许
5、多药物的治疗浓度范围通常落在其药理效应强度达到20%-80%20%-80%所对应的血药浓度范围内(图2 2),这时的药理效应强度和血药浓度的对数呈现良好的线性关系可采用近似直线关系来处理。即:(7-1-17-1-1)第16页/共89页式中E E表示药理效应强度,m m为直线的斜率C C为血药浓度,e e为常数。解 lgClgC得:(4-1-24-1-2)第17页/共89页假设用一室模型静脉注射给药来分析,其血药浓度和时间的关系如下:(4-1-34-1-3)第18页/共89页设血药浓度等于 时,其对应的药理效应强度为 ,将(7-1-27-1-2)和(7-1-37-1-3)式合并得:第19页/共8
6、9页上式整理得:(7-1-47-1-4)第20页/共89页(7-1-47-1-4)式描述了时间与药理效应之间的关系。当血药浓度随着时间呈指数函数衰减时,药理效应则按kmkm的恒定速率衰减,表现出线性动力学的特性。这时可根据血药浓度随时间的变化来推测药理效应的变化规律,许多药物都具有这样的药效动力学性质。第21页/共89页 如给未麻醉志愿者静脉注射()-筒箭毒碱0.1-0.2mg/kg0.1-0.2mg/kg后,以抬头、手握力、吸气等指标,测定肌肉收缩抑制百分率,这些药理作用都与时间成线性关系,而且它们的斜率都相等(图3 3)。第22页/共89页o:抬头 :手握力 :吸气量图4-1-34-1-3
7、静注筒箭毒碱后正常肌活性抑制与时间的关系 第23页/共89页2.血药浓度和药理效应呈非线性有些药物的血药浓度和药理效应不能用(7-1-47-1-4)式来作近似的描述。必须严密地用整个药效曲线来表示。第24页/共89页根据药效-剂量曲线的特点(图4-1-24-1-2),药理效应在血药浓度很低时,其强度增加不明显,而当血药浓度达到一定值后,会出现明显的增强,但该显著增强的趋势,随着血药浓度的不断增加又逐渐减小,并趋近于最大值,这就是所谓的S S形曲线。许多药物在体内的药效-剂量曲线都符合S S形曲线的特点。第25页/共89页 如何描述S S形曲线的特点,进一步揭示药理效应和血药浓度之间的关系,最初
8、由A.V.HillA.V.Hill提出了用如下方程来描述:(7-1-57-1-5)第26页/共89页 式中E E为血药浓度等于C C时所对应的药理效应强度;为药理效应强度的最大值,即当C C 时的E E值;E E 为药理效应强度达最大值的一半时所对应血药浓度。m m为一常数,它反映出浓度-效应关系曲线的形态。第27页/共89页(7-1-57-1-5)式和描述酶反应动力学的Michaelis-MentonMichaelis-Menton方程有点类似,它揭示了药理效应可能受受体数量和活性的限制,也可被药物饱和而存在一个最大值。式中的E E 和m m实际上是药物的特性常数。第28页/共89页不同的药
9、物具有其特定的 E E 和m m值。E E 对于估算和确定药物的治疗浓度范围具有指导意义,而m m值则能反映出药物在一定浓度范围内,药理效应的变化趋势。m m值越大,曲线越陡,表示效应随浓度变化的幅度越大。第29页/共89页同样根据(7-1-57-1-5)式,其药理效应经时变化规律可用下式来描述:(7-1-67-1-6)第30页/共89页 利用(7-1-57-1-5)式,可根据血药浓度和药理效应数据,对药动学和药效学关系进行研究。对(7-1-57-1-5)式进行变换得:(7-1-77-1-7)第31页/共89页两边取对数得:(7-1-8)第32页/共89页根据(7-1-87-1-8)式,以 对
10、 作图可得一直线,该直线的斜率就是m m,设直线的截距为b b,则 。求出了m m和 ,也就确定了浓度效应关系方程。第33页/共89页 例如,法莫替丁为目前临床治疗胃溃疡的常用药物,该药主要通过抑制胃酸分泌而产生治疗作用。第34页/共89页如以胃酸分泌的抑制率为药理效应强度指标,测定静脉注射给药后,不同时间法莫替丁血药浓度以及相应时刻的胃酸分泌抑制率,可研究其药物动力学和药效动力学的关系。第35页/共89页 研究选择健康志愿者1010例静脉给予法莫替丁20mg20mg,于给药后不同时间分别取静脉血测定血药浓度,同时测定相应时间的胃酸分泌量,根据下式计算胃酸分泌抑制率:第36页/共89页 式中基
11、础值为给药前测定的胃酸分泌量,测定值为给药后不同时刻测定的胃酸分泌量。测定结果见下表。第37页/共89页不同时间法莫西丁血药浓度和药理效应的关系第38页/共89页 根据(7-1-77-1-7)式,将测定结果代入分别计算 ,以及 ,结果亦见上表。以 对 进行线性回归,可得回归方程的斜率=2.=2.224224,截距=2=2516516r r0.95650.9565。第39页/共89页 进一步可求出m=2.224m=2.224,=13.52ug/ml=13.52ug/ml。则当法莫替丁的药理效应强度达到能抑制5050胃酸分泌时,所需要的血药浓度约为131352 ug/ml52 ug/ml。第40页
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