從生理學(xué)看,體液被分為血漿、細(xì)胞間液及細(xì)胞內(nèi)液幾個部分。為了說明藥動學(xué)基本概念及規(guī)律現(xiàn)假定機(jī)體為一個整體,體液存在于單一空間,藥物分布瞬時達(dá)到平衡(一室模型)。問題雖然被簡單化,但所得理論公式不失為臨床應(yīng)用提供了基本規(guī)律。按此假設(shè)條件,藥物在體內(nèi)隨時間變化可用下列基本通式表達(dá):dC/dt=kCn。C為血藥濃度,常用血漿藥物濃度。k為常數(shù),t為時間。由于C為單位血漿容積中的藥量(A),故C也可用A代替:dA/dt=kCn,式中n=0時為零級動力學(xué)(zero-order kinetics),n=1時為一級動力學(xué)(first-order kinetics),藥物吸收時C(或A)為正值,消除時C(或A)為負(fù)值。在臨床應(yīng)用中藥物消除動力學(xué)公式比較常用,故以此為例如以推導(dǎo)和說明。
一、零級消除動力學(xué)
當(dāng)n=0時,-dC/dt=KC0=K(為了和一級動力學(xué)中消除速率常數(shù)區(qū)別,用K代k),將上式積分得:
Ct=C0- Kt,C0為初始血藥濃度,Ct為t時的血藥濃度,以C為縱座標(biāo)、t為橫座標(biāo)作圖呈直線(圖3-6),斜率為K,當(dāng)Ct/C0=1/2時,即體內(nèi)血漿濃度下降一半(或體內(nèi)藥量減少一半)時,t為藥物消除半衰期(half-life time, t1/2)。
按公式1/2C0=C0-Kt1/2
可見按零級動力學(xué)消除的藥物血漿半衰期隨C0下降而縮短,不是固定數(shù)值。零級動力學(xué)公式與酶學(xué)中的Michaelis-Menten公式相似:,式中S為酶的底物,Vmax為最大催化速度,Km為米氏常數(shù)。當(dāng)[S]>>Km時,Km可略去不計,ds/dt=Vmax,即酶以其最大速度催化。零級動力學(xué)公式與此一致,說明當(dāng)體內(nèi)藥物過多時,機(jī)體只能以最大能力將體內(nèi)藥物消除。消除速度與C0高低無關(guān),因此是恒速消除。例如飲酒過量時,一般常人只能以每小時10ml乙醇恒速消除。當(dāng)血藥濃度下降至最大消除能力以下時,則按一級動力學(xué)消除。
圖3-6 藥物在體內(nèi)消除過程的時量曲線
體內(nèi)藥物過多,超過機(jī)體最大消除能力(虛線)時為零級動力學(xué)恒速消除
體內(nèi)藥物降至虛線以下時為一級動力學(xué)恒比消除。插圖縱坐標(biāo)為對數(shù)標(biāo)尺
二、一級消除動力學(xué)
當(dāng)n=1時,-dC/dt=keC1=keC,式中k用ke表示消除速率常數(shù) (elimination rate constant)。將上式積分得
可見按一級動力學(xué)消除的藥物半衰期與C高低無關(guān),是恒定值。體內(nèi)藥物按瞬時血藥濃度(或體內(nèi)藥量)以恒定的百分比消除,單位時間內(nèi)實際消除的藥量隨時間遞減。消除速率常數(shù)(ke)的單位是h-1,它不表示單位時間內(nèi)消除的實際藥量,而是體內(nèi)藥物瞬時消除的百分率。例如ke=0.5h-1不是說每小時消除50%(如果t1/2=1小時則表示每小時消除50%)。按t1/2=0.693/ke計算t1/2=1.39h,即需1.39h后才消除50%。再按 計算,1小時后體內(nèi)尚存60.7%。絕大多數(shù)藥物都按一級動力學(xué)消除。這些藥物在體內(nèi)經(jīng)過t時后尚存
當(dāng)n=5時,At≈3%A0,即經(jīng)過5個t1/2后體內(nèi)藥物已基本消除干凈。與此相似,如果每隔一個t1/2給藥一次(A0),則體內(nèi)藥量(或血藥濃度)逐漸累積,經(jīng)過5個t1/2后,消除速度與給藥速度相等,達(dá)到穩(wěn)態(tài)(steady state):醫(yī).學(xué) 全在.線,提供www.med126.com
當(dāng)n=5時,At≈97%A0。這一時間,即5個t1/2不因給藥劑量多少而改變。具體數(shù)值見表3-2。