医学院 教案首页课程名称 药理学 任课教师 李瑞芳
第 1 章 药理学总论－绪言 计划学时 1
教学目的和要求：
掌握药理学、药物、药效动力学、药代动力学的概念。
熟悉药理学的学科任务和研究方法。
了解药物和药理学的发展简史、药理研究在新药开发和研究中的作用和新药研究的大体过程。
教学基本内容：
1．药理学的任务和研究对象，药效学和药动学研究范围，和相邻学科的关系。
2．药物的基本特性、药物与毒物及食物的关系。
3．药理学的发展简史。
4．新药的开发和研究。
教学重点和难点：
重点：药理学的核心问题：药效学和药动学难点：药理研究在新药开发和研究中的作用和新药研究的大体过程。
授课方式、方法和手段：
授课方式：讲授式＋启发式。
方法和手段：讲解、板书及多媒体。
讲授内容
（一）药理学的性质与任务药理学（pharmacology）是研究药物与机体之间相互作用和规律及原理的一门学科。
药物（drug）是用以防治及诊断疾病的物质，在理论上指凡能影响机体器官生理功能及（或）细胞代谢活动的化学物质都属于药物的范畴。
3．药效动力学(药效学,pharmacodynamics) 研究药物对机体的作用、作用规律及作用原理。
4．药代动力学(药动学,pharmacokinetics)研究机体对药物的作用及作用规律。
5．药理学的学科任务阐明药物作用机制；
提高药物疗效；
研究开发新药；
发现药物新用途；
探索细胞生理、生化及病理过程。
药物与药理学的发展史药物学阶段 中国的《神农本草经》、《本草纲目》为药物学的发展做出了重要的贡献。
2．药理学的发展
德国化学家 F.W,Serturner(1783-1841)分离吗啡；后来相继发现士的(1819)，咖啡因(1819)，奎宁(1820)，阿托品(1831)；德国微生物学家 P,Ehrlich(1906)发现新胂凡纳明；德国R,Buchhneim(1820-1879)建立第一个药理学试验室；J N,Langley（1905）提出受体学说；20世纪药理学新领域及新药的发现：抗生素、抗精神病药、抗高血压药、镇痛药、基因药等。我国药理学家在麻黄碱、吗啡镇痛作用部位及青蒿素的研究方面做了重要贡献。
3．药理学从实验药理学到器官药理学，进一步发展到分子药理学；并出现了许多药理学分支如临床药理学（Clinical pharmacology）、生化药理学（Biochemical pharmacology）、分子药理学（Molecular pharmacology）、免疫药理学（Immunopharmacology）、心血管药理学（Cardiovascular pharmacology）、神经药理学（Neuropharmacology）、遗传药理学（Pharmacogenetics）、化学治疗学（Chemotherapy）等。
（三）药理学在新药的研究与开发中的作用新药系指未曾在中国境内上市销售的药品。现有的药品，凡增加新的适应证，改变给药途径和改变剂型的，亦属新药范围。包括化学药、中药和生物药品。
新药研究过程分：临床前研究、临床研究和售后调研
1．临床前研究preclinical testing：
1）药学：新药设计、生产工艺、质量控制、稳定性
2）药理学：药效学和药动学（动物）
3）毒理学：急性毒性、慢性毒性和特殊毒性（简介）
2．临床研究clinical testing
临床研究首先在20～30例正常成年志愿者观察新药耐受性，找出安全剂量。再选择有特异指征的病人进行随机对照临床试验，观察新药的疗效、适应证及不良反应，对新药有效性及安全性作出科学评价。由此制定适应证、禁忌证、用法与用量、疗程及可能出现的不良反应后，申报国家药政管理部门批准生产。
一期临床phase 1：开放，20~30例，摸索剂量。
Who? 正常自愿者normal volunteers
Why? safety,biological effects,metabolism考察安全性、代谢和生物效应二期临床phase 2：II期：盲法、随机，≥100对。
Who? Selected patients by double-blind studies双盲法（简介）
Why? Therapeutic efficacy,dose range
三期临床phase 3：III期：盲法、随机，≥300例。
Who? Large sample of selected patients
Why? Safety and efficacy.
新药通过该期临床试验后，方能被批准生产、上市。
3．售后调研（postmarketing surveillance）：又称Ⅳ期临床试验。IV期：开放，＞2000例。
新药上市后要继续进行社会性考察与评价。重点考察新药广泛长期使用后的不良反应，继续考察远期疗效和发现潜在的治疗作用和毒副作用，以进一步肯定或淘汰上市的新药。
Who? Patients given drug for therapy.
Why? Adverse reaction,patterns of drug utilization,additional indications.
内容要点
1.药物是防治及诊断疾病的化学物质。药理学是研究药物与机体之间相互作用和作用规律及作用原理的一门科学。研究药物对机体的作用和作用规律的科学称药物效应动力学。研究机体对药物的作用和作用规律的科学称药物代谢动力学。
药理学的学科任务是阐明药物作用机制、提高药物疗效、减少药物不良反应、发现药物新用途、开发新药并为探索细胞生理、生化及病理过程提供实验资料。
2.药理学发展与人类实践及其相关学科的发展密切相关。
3.新药的研究可分为临床前研究、临床研究。新药上市后还要继续考察长期使用后的不良反应。
讲授的专业英语词汇药理学pharmacology、药学pharmacy、药物效应动力学 ( pharmacodynamics，药效学)、药物代谢动力学? ( pharmacokinetics,药动学)、FDA(Food and Drug Administration)、
思考题
1．什么叫药动学？药效学？
2．药理学在新药研究中的作用是什么？
3．新药开发的步骤
医学院 教案首页课程名称 药理学 任课教师 李瑞芳
第 2 章 药物效应动力学 计划学时 3
教学目的和要求：
1．掌握药效学基本概念：药物作用的基本表现、选择性、药物作用的两重性、治疗指数、效能、效价强度、受体激动药、部分激动药、受体拮抗药等。
2．熟悉量效关系，药物不良反应概念、各种表现及防治措施；
3．了解受体由来、受体特性、受体分类、第二信使。
教学基本内容：
1．药物作用与效应，治疗作用与不良反应
2．药物效应动力学，量效关系，效应强度与最大效能，质反应与量反应、半数有效量,治疗指数与安全范围，剂量在安全用药中的重要性。
3．药物作用靶点及作用机制、受体、配体，药物和受体相互作用动力学，解离常数、亲和力和内在活性，激动药、部分激动药、竞争性阻断药和非竞争性阻断药，拮抗参数pA2。
4．受体类型和第二信使，受体的调节。
教学重点和难点：
重点：药物作用的量效关系，药物作用机制，受体与配体的概念难点：受体类型及跨膜信息传递机制
授课方式、方法和手段：
授课方式：讲授式＋启发式。
方法和手段：画图、板书及多媒体课件。
【教学内容】
第一节 药物的基本作用一 药物作用的性质和方式
(一)药物作用的性质药物作用（drug action）是指药物对机体细胞的间的初始作用，是动因，是分子反应机制。
药理效应(pharmacological effect)是机体器官原有功能水平的改变，是药物作用的结果。功能提高称兴奋（exicitation）；功能降低成为抑制(inhibition)、麻痹(paralysis)
(二)药物作用的方式局部作用全身作用二 药物作用的选择性和两重性
(一)药物作用的选择性药物作用的选择性(selectivity)在一定的剂量下，药物对不同的组织器官作用的差异性。
药物作用的特异性取决于药物的化学结构，这就是构效关系。
(二)药物作用的两重性
1,治疗作用治疗作用(therapeutic effects)是指药物作用的结果有利于改变病人的生理、生化功能或病理过程，使患病的机体恢复正常。
（1）对因治疗（etiological treatment）用药目的在于消除原发致病因子，彻底治愈疾病，成对因治疗，或称治本。例如应用抗生素类杀灭或抑制致病微生物，应用解毒药促进体内毒物消除等。
（2）对症治疗(symptomatic treatment)用药目的在于改善症状，称对症治疗，或称治标。例如高热时应用解热镇痛药阿司匹林，降低体温解除发热给病人带来的痛苦。有时对症治疗对维持重要生命指标，赢得对因治疗的时机非常重要，例如对休克、心力衰竭、脑水肿、惊厥等临床急症分秒必争地进行抢救多属对症治疗。
（3）补充治疗(supplementary therapy)也称替代疗法(replacement therapy)用药的目的在于补充营养物质或内源性活性物质的不足。可纠正发病原因并改善症状。但补充疗法并非针对原发病灶，亦不直接针对症状，与对因治疗和对症治疗均有区别。
2,不良反应不良反应(adverse reactions,ADR)：凡不符和用药目的并为病人带来不适或痛苦的有害反应。
（1）副作用(side reaction)在治疗剂量下，药物产生的与治疗目的无关的其他效应。
（2）毒性反应(toxic reaction)药物剂量过大或药物在体内蓄积过多发生的危害性反应。急性毒性(acute toxication)、慢性毒性（chronic toxication）和特殊毒性如致癌(carcinogenesis)、致畸(teratogenesis)、致突变(mutagenesis)等。
（3）变态反应(allergic reaction,hypersensitive reaction，过敏反应)药物产生的病理性免疫反应。
（4）继发性反应(secondery reaction):由药物的治疗作用引起的不良后果.
（5）后遗效应(after effect,residual effect)停药后血浆药物浓度已降至阈浓度以下时残存的药理效应。
（6）致畸作用(teratogenesis),指某些药物可影响胚胎正常发育。
（7）停药反应(withdrawal reaction,rebound,反跳) 突然停药原有的疾病加剧。
（8）特异质反应(idiosyncrasy)少数特异体质病人对某些药物产生的特殊反应。
第二节 量效关系与构效关系一、量效关系药理效应的强弱与其剂量大小或浓度高低呈一定关系，即剂量-效应关系(dose-effect relationship)，简称量效关系(dose-effect relationship)。以药理效应的强度为纵座标，药物剂量或浓度为横座标作图表示量效关系的曲线即为量效曲线(dose-effect curve)。
药理效应按性质可分为量反应和质反应两种情况。效应的强弱呈连续性量的变化者,叫做量反应(graded response)，如血压的升降等。将横座标的剂量或浓度改为以对数剂量或对数浓度表示，以效应强度为纵座标作图则曲线呈对称的S型；
药理效应不随药物剂量或浓度的增减呈连续性量的变化，而表现为反应性质的变化，则称为质反应(quantalresponse)。质反应以阳性或阴性、全或无(all-or-none)的方式表现，如存活或死亡等。
量效曲线在药理学上有重要意义,分析S形量效曲线，可解释如下概念:希望掌握这些概念的定义和意义。
1最小有效量(minimal effective dose)或最小有效浓度(minimal effective concentration)系指能引起效应的最小药量或最小药物浓度，亦称阈剂量或阈浓度(threshold dose or concentration)。
2半数有效量(50% effective dose,ED50)在量反应中指能引起50％最大反应强度的药量,在质反应中指引起50%实验对象出现阳性反应时的药量。以此类推，如效应为惊厥或死亡，则称为半数惊厥量(50% convulsion)或半数致死量(50% lethal dose,LD50)。药物的ED50越小,LD50越大说明药物越安全，一般常以药物的LD50与ED50的比值称为治疗指数(therapeutic index，TI)，用以表示药物的安全性。但如果某药的量效曲线与其剂量毒性曲线不平行，则TI值不能完全反映药物安全性，故有人用LD5与ED95值或LD1与ED99之间的距离表示药物的安全性。表示药物的安全性的指标有两个：治疗指数和安全范围（更可靠）。
3最大效应(maximal effect，Emax) 在反应系统中，随着剂量或浓度的增加，效应强度也随之增加，当效应增强到最大程度后虽再增加剂量或浓度，效应不再继续增强，这一药理效应的极限称为最大效应或效能(efficacy)。
4个体差异(individual variability)量效曲线上的某个点是在该条件时一组实验动物产生效应的平均值。
5效价强度(potency)用于作用性质相同的药物之间的等效剂量的比较,达到等效时所需药量较小者效价强度大，所用药量大者效价强度小。
效能和效价强度反映药物的不同性质，二者具有不同的临床意义，在临床用药时可作选择药物和确定剂量的依据。例如氢氯噻嗪排钠利尿作用的相对效价强度明显大于呋塞米，但后者的最大效能却远远大于前者；重症水肿患者宜选用高效能的呋塞米以获得较好的利尿效果。
6斜率(slope) 量效曲线在效应量的16％～84％区间大致呈直线,该段直线与横坐标夹角的正切值称量效曲线的斜率。斜率大的药物说明药量的微小变化即可引起效应的明显改变。
二、构效关系化学结构相似的药物可通过同一机制发挥作用，引起相似或相反的效应。药物结构的改变，包括其基本骨架、侧链长短、立体异构（手性药物）、几何异构（顺式或反式）的改变均可影响药物的理化性质，进而影响药物的体内过程，影响药效乃至毒性。药物的结构与药理活性或毒性之间的关系称为构效关系(structure activity relationship)。了解药物的构效关系不仅有利于深入认识药物的作用，指导临床合理用药，而且在定向设计药物结构，研制开发新药方面都有重要意义。
第三节? 药物作用机制药物与机体生物大分子之间的相互作用常称作药物作用机制(mechanism of action)。药物的作用几乎涉及生命代谢活动过程的所有环节，因此药物的作用机制十分复杂。
一、酶(enzymes)
例如奥美拉唑(omeprazole)抑制胃粘膜的H+-K,ATP酶，减少胃酸分泌；
二、离子通道(ion channels)
离子通道系细胞内外物质的被动转运中的一种途径。通道的开放或关闭影响细胞内外无机离子的转运，能迅速改变细胞功能，引起神经兴奋，心血管收缩或腺体分泌。例如：激活N-胆碱受体可引起Na+通道开放；激活GABA受体可引起Cl-通道开放。
三、核酸(nucleic acid)
例如抗癌药氟尿嘧啶(fluorouracil)通过阻断DNA的合成而抑制肿瘤细胞生长；磺胺类(sulphonamides)抗菌药通过抑制细菌。
四、免疫系统(immune system)
如免疫抑制药如环孢素(cyclosporin)，可用于抑制器官移植后的排异反应、自身免疫疾病及Rh阳性新生儿溶血病等。免疫增强药多作为辅助治疗药物用于免疫缺陷疾病如艾滋病、慢性感染及癌症等。
五、基因(gene)
基因治疗与基因工程药物治疗不同，前者是把经过遗传修饰的基因导入体内，通过基因的表达发挥效应；后者则是将修饰基因的细胞产物作为药物应用于病人发挥治疗作用。
基因治疗是指通过基因转移方式将正常基因或其它有功能的基因导入体内，并使之表达以获得疗效。
基因工程药物是指应用基因工程技术生产的药品，这类药物是将目的基因与载体分子组成重组DNA分子后转移到新的宿主细胞系统，并使目的基因在新的宿主细胞系统内进行表达,然后对基因表达产物进行分离、纯化和鉴定，大规模生产目的基因表达的产物。已应用的产品有人胰岛素、干扰素类等。
六、其他有些药物通过简单的物理化学作用，如酸碱反应、渗透压改变、氧化还原（自由基清除）等改变机体内环境。还有些药物补充机体所缺乏的物质，如维生素、多种元素等。
七、受体（见后）
第四节? 药物与受体一、受体的概念受体是对生物活性物质具有识别能力并可与之选择性结合的生物大分子。多数受体存在于细胞膜上，并镶嵌在双层脂质的膜结构中（胞膜受体），少数受体存在于细胞内（胞浆受体）。与受体特异性结合的生物活性物质称为配体(ligand)，受体都有内源性配体。配体与受体大分子中的一小部分结合，该结合部位叫做结合位点或受点(binding site)。
受体具有如下特性：（1）灵敏性(sensitivity)（2）特异性(specificity)（3）饱和性（saturability）（4）可逆性(reversibility)（5）多样性(multiple-variation) （6）含量极微 （7）存在受体后信息放大系统二、受体类型和受体调节
（一）受体类型
大多数药物在体内都是和特异性受体相互作用，改变细胞的生理生化功能而产生效应。目前已确定的受体有30余种，根据受体存在的标准，受体大致可分为3类。
第一类是细胞膜受体，位于靶细胞膜上，如胆碱受体、肾上腺素受体、多巴胺受体、阿片（内阿片肽）受体、组胺受体及胰岛素受体等。
第二类是胞浆受体，位于靶细胞的胞浆内，如肾上腺皮质激素受体、性激素受体等。
第三类是胞核受体，位于靶细胞的细胞核内，如甲状腺素受体存在于胞浆内或细胞核内。
有些受体具有亚型，各种受体都有特定的分布部位和特殊功能。有些细胞具有多种受体，如心肌细胞有M胆碱受体，β1、β2肾上腺素受体，H2受体等。有时一个拮抗剂可阻断多种受体，如氯丙嗪除可阻断多巴胺受体、α肾上腺素受体外，对胆碱受体、组胺受体和5-羟色胺受体也有较弱的阻断作用。受体除分布于突触后膜外，有些也分布于突触前膜。激动突触前膜受体可引起反馈性作用，抑制或促进神经末梢释放递质，在局部调节着受体功能的平衡。
（二）受体调节
细胞和受体蛋白都在不断地更新，其合成和降解速率影响着受体的数目和构象、生理和病理情况的改变，也可对其发生影响。受体与配体作用，其有关的受体数目和亲和力的变化称受体调节（receptor regulation）。
向下调节和向上调节 根据受体调节的效果，可分为向下调节（衰减性调节，down regulation）和向上调节（上增性调节，up regulation）。长期使用激动剂，如用异丙肾上腺素治疗哮喘，可使受体向下调节，其疗效逐渐下降。长期使用拮抗剂，如用普萘洛尔突然停药，可出现肾上腺素能受体向上调节，而引起反跳现象，表现敏感性增高。
三,药物与受体相互作用的学说
（一） 占领学说(occupation theory)
该学说认为受体只有与药物结合才能被激活并产生效应，而效应的强度与被占领的受体数量成正比，全部受体被占领时出现最大效应。
修正后的占领学说：药物与受体结合不仅需要亲和力，而且还需要有内在活性才能激动受体而产生效应。
1956年Stephenson认为，药物只占领小部分受体即可产生最大效应，未经占领的受体称为储备受体(spare receptor)。因此，当不可逆性结合或其它原因而丧失一部分受体时，并不会立即影响最大效应。进一步研究发现，内在活性不同的同类药物产生同等强度效应时，所占领受体的数目并不相等。激动药占领的受体必须达到一定阈值后才开始出现效应。当达到阈值后被占领的受体数目增多时，激动效应随之增强。阈值以下被占领的受体称为沉默受体（silent receptor）。
（二）速率学说(rate theory)
该学说认为药物作用最重要的因素是药物分子与受体结合与分离的速率，即药物分子与受体碰撞的频率。药物作用的效应与其占领受体的速率成正比，效应的产生是一个药物分子和受点相碰撞时产生一定量的刺激，并传递到效应器的结果，而与其占领受体的数量无关。
（三）二态模型学说(two model theory)
此学说认为受体的构象分活化状态(R*)和失活状态(R)。R*与R处于动态平衡，可相互转变。在无药物作用时，受体系统无自发激活。加入药物时则药物均可与R*和R两态受体结合，其选择性决定于亲和力。激动药与R*状态的受体亲和力大，结合后可产生效应；而拮抗药与R状态的受体亲和力大，结合后不产生效应。当激动药与拮抗药同时存在时，两者竞争受体，其效应取决于R*-激动药复合物与R-拮抗药复合物的比例。如后者较多时，则激动药的作用被减弱或阻断。部分激动药对R*与R均有不同程度的亲和力，因此它既可引起较弱的效应，也可阻断激动药的部分效应。
四、药物受体反应动力学
1,药物反应动力学基本公式药物与受体的相互作用首先是药物与受体结合，结合后产生的复合物仍可解离。配体（包括药物）与受体结合的化学力主要有共价键、离子键、偶极键、氢键以及范德华引力等，其中离子键较常见。药物与受体之间可有多个结合部位，各结合部位可能存在不同的化学键。
药物作用的第一步是与受体结合，按质量作用定律,(A,药物，R:受体，AR,药物受体复合物，E:效应)
（KD是解离常数）
因为 RT=[R]+[AR] (RT：受体总量),代入上式：
根据占领学说的观点，受体只有与药物结合才能被激活并产生效应，而效应的强度与被占领的受体数量成正比，全部受体被占领时出现最大效应。由上式可得：
该公式是药物反应动力学的基本公式，Langmuir公式。
设 (r为药物受体结合百分率)，则可得：
当50%受体被占领时，KD=A。
KD反映 L与R的亲和力，为引起50%效应时所需药物剂量； KD越大，药物与受体的亲和力越小。
pD2值：为KD的负对数，产生50%最大效应时的激动剂的摩尔浓度的负对数（EC50的负对数）。pD2值的大小与亲和力的高低呈正变关系。其意义是引起50%效应激动药摩尔浓度的负对数。此参数适合所有的受体与配体。
2,量-效公式的直线化
Langmuir方程是双曲线类型，不便进行回归分析，可用以下方法直线化。
(1) Scott比值法(2) Lineweaver-Burk双倒数法?(3) Scatchard 比值法 (4)Hill对数法 (5)Schil法
应当指出不同方法估算出的KD和Emax有一定的差异，上述不同方法估算的 Emax代入Hill式中，计算KD值也有差异。
五、影响药物与受体作用的因素
药物能否与受体结合，结合后如何产生效应，主要决定于两方面因素：即药物与受体亲和力(affinity)和药物本身的内在活性(intrinsic activity)。药物效应和药物浓度大小符合质量作用定律，可以表述为：［D］＋［R]——[DR]——E。式中［D］为药物浓度，［R］为自由受体浓度，［DR］为药物受体复合物浓度，E为药物效应。
亲和力是指药物与受体的亲和能力，数值为药物与受体作用解离常数的负对数值。亲和力大，药物与受体结合多，反之结合则少。
内在活性是指药物产生最大效应的能力，其值介于0～100%之间。即：若内在活性为零，即使药物与受体结合，也不激动受体产生效应；若内在活性为100%，则使受体产生最大效应(Emax)。
六、激动药与拮抗药根据与受体相互作用的的情况,可将药物分为激动药、拮抗药等类型。
（一）激动药(agonist)
激动药为既有亲和力又有内在活性的药物，它们能与受体结合并激动受体而产生效应。
完全激动药(full agonist)有较强的亲和力和较强的内在活性（α=1）,可产生较强的效应，如吗啡。
部分激动药(partial agonist)有较强的亲和力，但内在活性不强（α<1）。部分激动药只引起较弱的效应，有时还可以对抗激动药的部分效应，即表现部分阻断作用，如喷他佐辛。
反转激动药（inverse agonist）或负性拮抗药(negative antagonist)：引起与原来的激动药相反的生理效应。如苯二氮卓类的ethyl β-carboline 3-carboxylate (β-CCE)可产生与地西泮(diazepam)完全相反的作用，即产生焦虑和惊厥作用。
（二）拮抗药(antagonist)
拮抗药是有较强的亲和力，而无内在活性(α= 0)的药物。
根据拮抗药与受体结合是否有可逆性而将其分为：竞争性拮抗药(competitive antagonists)：能与激动药竞争相同受体，其结合是可逆的。通过增加激动药的剂量与拮抗药竞争结合部位，最终能使量效曲线的最大效应达到原来的高度。当存在不同浓度的竞争性拮抗药时，激动药量效曲线逐渐平行右移，但最大效应不变(图2-6A)。竞争性拮抗药与受体亲和力通常用pA2表示，即pA2值只适用于竞争性拮抗药的大小，反映竞争性拮抗药对相应激动药的拮抗程度。在实验系统中加入拮抗药后，若2倍浓度的激动药所产生的效应恰好等于未加入拮抗药时激动药引起的效应，则所加入拮抗药的摩尔浓度的负对数称为pA2值。
非竞争性拮抗药(noncompetitive antagonists)：拮抗药与受体结合是相对不可逆的，它能引起受体构型的改变，从而干扰激动药与受体的正常结合，而激动药不能竞争性对抗这种干扰，因此，增大激动药的剂量也不能使量效曲线的最大作用强度达到原来的水平。随着此类拮抗药剂量的增加，激动药量效曲线逐渐下移。pD2'是非竞争拮抗剂的亲和力参数，又称减活指数，是指使激动剂的最大效应降低一半时，非竞争拮抗剂克分子浓度的负对数。
七、跨膜信息传递与细胞内信使生物信息的特征：1）级联反应；2）网络结构；3）多样性；4）可逆性?
（一）根据跨膜信息传递机制对受体的分类
1．G蛋白偶联受体配体通过G蛋白偶联受体将配体带来的信号通过第二信使环磷酸腺苷（cAMP）、肌醇三磷酸(inositol-1,4,5,-triphosphate)、二酰甘油（diacelglycerol，DG）以及Ca2+传导至效应器，产生生物效应。
G蛋白偶联受体有共同的基本结构，可分为四种主要类型，即兴奋型G蛋白（Gs）,抑制型G蛋白(Gi),转导素(transducin,Gt)及Go。由α、β、γ三种亚基组成的三聚体，激活时分解为α亚基与βγ二聚体。α亚基与鸟苷二磷酸（GDP）结合并与配体受体复合物偶合，继之可使GDP被鸟苷三磷酸（GTP）置换成α-GTP复合物，从与受体结合中释放出来、并与反应体分子相互作用。α亚基本身有GTP酶活性，使与α结合的GTP水解，又成为GDP,恢复βγα-GTP状态而进入循环。
2．配体门控离子通道受体离子通道按生理功能分类，可分为配体门控离子通道及电压门控离子通道。
配体门控离子通道受体（ligand gated ion channel receptor）由配体结合部位与离子通道两部分构成，当其与配体结合后，受体变构使通道开放或关闭，改变细胞膜离子流动状态，从而传递信息。
3．酪氨酸激酶受体胰岛素及一些生长因子的受体本身具有酪氨酸蛋白激酶的活性,称为酪氨酸激酶受体（tyrosine kinase receptor）。这些受体都是跨膜糖蛋白，胞外部分构成结合域以结合配体，中间有20多个疏水氨基酸构成的跨膜段，胞内有可被磷酸化的酪氨酸残基。如胰岛素受体或生长因子受体
4．细胞核激素受体亲脂性的激素，如甾体激素、甲状腺素、维甲酸(retinoic acid)、维生素A、维生素D等在细胞核内有相应的受体，称为细胞核激素受体(cell nuclear hormone receptor)。所形成的激素受体复合物，在细胞核中产生作用。细胞核激素受体本质上属于转录因子（transcript factor）,激素则是这种转录因子的调控物。
5．细胞因子受体细胞因子包括白细胞介素（interleukins）、红细胞生成素（erythropoietin〕等在体内的受体称为细胞因子受体(cytokine receptor)。
6．其它酶类受体鸟苷酸环化酶（guanylate cyclase）也被认为是一受体系统，存在两类鸟苷酸环化酶，一类为膜结合酶，另一类存在于胞浆中。
（二）细胞内信号传导：从下图进行分析，从分子生物学角度看，细胞信息传递是以一系列蛋白质的构型和功能改变，引发瀑布式级联反应的过程。
第一信使系指细胞外信使物质。大多数第一信使不进入细胞，而是与靶细胞膜表面的特异受体结合，进而改变受体的构象。激活的受体能引起细胞某些生物学特性的改变，如膜对某些离子通透性及膜上某些酶活性的变化等，从而调节细胞功能。
第二信使为第一信使作用于靶细胞后刺激胞浆内产生的信息分子，是胞外信息与细胞内效应之间必不可少的中介物。
第三信使是指负责细胞核内外信息传递的物质，包括生长因子、转化因子等。它们传导蛋白以及某些癌基因产物，参与基因调控，细胞增殖和分化，以及肿瘤的形成等过程。
（三）受体与细胞内信息传导系统
众多种类的受体与细胞内信使，受体与效应器之间存在着复杂的调节机制。
内容要点
1,药物的基本作用
(1) 治疗作用是符合用药目的或能达到防治疾病目的的作用。消除疾病产生原因的治疗称对因治疗。消除或改善疾病症状的治疗称对症治疗。
(2) 不良反应是不符合用药目的，甚至给病人带来痛苦的作用。包括：副作用、毒性作用、后遗效应、变态反应。在治疗剂量下出现的与用药目的无关的作用称副作用，是由药物作用的选择性低引起的反应；剂量过大或长期用药体内蓄积过多发生的危害性反应称毒性反应，一般比较严重，但可以预知和避免；停药后血药浓度已降低至阈浓度以下时残存的药理效应称后遗效应；机体受药物刺激后所发生的异常免疫反应称变态反应，反应性质与药物原有效应无关，与剂量也无关，难以预料。
2.药物的安全性药物的安全性常以治疗指数和安全范围表示。半数致死量(LD50)与半数有效量(ED50)的比值为治疗指数(TI)。安全范围是最小有效量和最小中毒量之间的剂量。
3.药物作用机制从细胞功能方面研究药物作用机制有以下几个方面：①理化反应；②参与或干扰细胞代谢；③影响生理物质的转运；④对酶的促进或抑制；⑤作用于细胞膜的离子通道；⑥影响核酸代谢；⑦影响免疫机制；⑧与受体结合引发的作用等。
4.药物与受体受体是细胞在进化过程中形成的细胞蛋白组分，能识别周围环境中的某些物质，并与之结合，通过中介的信息传导与放大系统触发生理反应或药理效应。细胞受体必须与配体结合后才能引起生理效应。能与受体特异性结合的物质(如神经递质、激素、自体活性物质或药物)称配体。药物(配体)与受体结合产生效应的强度与药物-受体相对结合量成比例。药物与受体结合产生效应的强弱，取决于药物与受体的亲和力和内在活性(效应力)。
根据药物与受体有无亲和力和内在活性，药物又可分为激动剂、部分激动剂和拮抗剂。与受体有亲和力，又有强的内在活性的药物称激动剂；与受体有亲和力，有较弱的内在活性的药物称部分激动剂；与受体有亲和力，而无内在活性的药物称拮抗剂。拮抗剂又分为竞争性拮抗剂和非竞争性拮抗剂。
讲授的专业英语词汇效应(effect)、对因治疗(etiological treatment)、对症治疗(symptomatic treatment)、替代治疗(replacement therapy)、不良反应(adverse reaction)、副作用（side effect）、毒性作用（toxic reaction）、致癌(carcinogenesis)、致畸胎(teratogenesis)、致突变(mutagenesis)、后遗效应(residual effect)、停药反应 (withdrawal reaction)、变态反应(allergic reaction)、特异质反应(idiosyncrasy)
剂量-效应关系(dose-response relationship)、量反应 (graded response)、质反应(all-or-none response，quantal response)、最大效应(maximal efficacy)、ED50半数效量、最小有效剂量(minimal effective dose)、最大效应剂量（maximal effective dose）、效应强度(又称效价，potency)、最大效能 (maximal efficacy)、治疗指数(therapeutic index)、安全范围(margin of safety)
受体（receptor）、配体（ligand）、受体激动药（agonist）、阻断药（antagonist）、竞争性阻断药(competitive antagonist)、非竞争性阻断药(noncompetitive antagonist)、前药（prodrug）、细胞内受体(intracellular receptor)、配体调节的跨膜酶受体(ligand-regulated transmembrane enzyme receptor)、细胞因子受体(cytokine receptor)、离子通道的受体（ligand gated ion channel receptor）、G-蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor）
思考题什么是药物作用、药理效应？药理效应选择性与药物作用特异性的关系？
药理效应与疗效、副作用之间的关系？
从药物的量-效曲线可获得哪些重要信息？
治疗指数和安全范围的内涵？
反映激动药内在活性和亲和力的参数？
pD2和pA2值的含义？
用图象描述高、低浓度的竞争性拮抗药、非竞争性拮抗药、部分激动药对激动药量效曲线的影响。
用二态模型学说解释激动药、拮抗药、部分激动药。
医学院 教案首页课程名称 药理学 任课教师 李瑞芳
第 2 章 药物代谢动力学 计划学时 3
教学目的和要求：
1．掌握药代动力学基本参数的药理学意义。掌握首关消除概念及细胞膜两侧pH对药物吸收和分布的影响。
2．熟悉药物的体内的过程，药物消除动力学规律，时量曲线及多次给药的血药浓度变化
3．了解药物跨膜转运方式。
教学基本内容：
1．药物的体内过程，药物吸收,转运的基本规律。离子障,给药途径、首关消除、药物的分布,和血浆蛋白结合、再分布、血脑屏障、胎盘屏障。生物转化,生物转化类型,肝微粒体酶，酶诱导和抑制对药物作用的影响。
2．药物排泄及影响因素,肝肠循环，时量关系，峰值浓度,达峰时间,曲线下面积，生物利用度,药物消除动力学规律,零级动力学和一级动力学概念和参数,消除速率常数、药物消除半衰期、清除率、肝提取率、灌注限制性清除和能力限制性清除，表观分布容积。
3．连续多次用药的血药浓度变化规律，稳态血药浓度、血药浓度达到稳态浓度时间、负荷剂量和维持剂量。药动学参数之间的关系,房室概念。
教学重点和难点：
重点：药物代谢动力学的基本规律，药动学基本概念及意义，各种基本参数及其意义。
难点：零级动力学和一级动力学参数，药动学参数的计算和意义。
授课方式、方法和手段：
授课方式：讲授式＋启发式。
方法和手段：画图、板书及多媒体课件。
第一节：药物的体内过程从药物进入机体至排出体外的过程称药物的体内过程，也称人体对药物的处置（disposition）过程。它包括药物在体内的吸收、分布、生物转化和排泄。其中，吸收、分布与排泄统称机体对药物的转运，生物转化又称药物转化。
一、药物通过生物膜的转运药物在体内的转运与转化都要通过具有复杂分子结构与生理功能的生物膜（包括细胞膜及各种细胞器的亚细胞膜），药物通过生物膜的能力主要决定于药物的脂溶性、解离度及分子量，其转运机制可分为被动转运（passive transport）和载体转运（carrier transport）两大类。
（一） 被动转运
被动转运又名“下山”或顺流转运，它是指药物依赖于膜两侧的浓度差从高浓度一侧通过物理扩散过程经生物膜向低浓度一侧的转运过程。该过程不消耗细胞能量、无饱和现象、不被其他转运物质所抑制。被动转运包括滤过和简单扩散。
1,滤过 （filtration）是指药物通过亲水膜孔的转运。
2,简单扩散
简单扩散（simple diffusion）又称被动扩散，是药物转运的一种最常见、最重要的形式。简单扩散的速度主要决定于膜两侧的药物浓度梯度以及药物的脂溶性。脂溶性越大（油水分布系数越大）、浓度梯度越高，扩散就越快。
多数药物是弱酸或弱碱，在体内以解离和非解离两种形式存在。药物解离度受其pKa值及所在溶液的pH值。根据离子障的原理（非离子型药物易于通过生物膜，而离子型药物则被限制在膜的一侧），其关系可用Handerson-Hasselbalch氏方程式表示。
当pH=pKa时，则[HA]=[A-]，[B]=[BH+]，即pKa值——是弱酸性或弱碱性药物在50%解离时溶液的pH值。通常，pH值较高（碱化），酸性药物解离多，碱性药物解离少。pH值较低（酸化），酸性药物解离少，碱性药物解离多。每个药物都有固定的pKa值。从一般规律来看，弱酸性药物 pKa值越低，酸性越强，弱碱性药物的pKa值越高，则碱性越强。注意：pKa值不是药物自身的pH值。
应指出，极弱的弱酸性药物（如异戊巴比妥，pKa=7.9）或极弱的弱碱性药物（如地西泮，pKa=3.3）在机体生理性pH值范围内基本上是非解离的，其扩散较快，pH值变化对其影响不大；较强的弱酸性药物（如色甘酸钠，pKa=2.0）或较强的弱碱性药物（如胍乙啶，pKa=11.4）在生理性pH值范围内基本上是解离的，其扩散困难，pH值变化对其影响也不大。
（二）载体转运载体转运是指细胞膜上的载体与药物结合，并载运它到膜另一侧的过程。包括主动转运（active transport）与易化扩散（facilitated diffusion）。
1,主动转运
主动转运又称“上山”或逆流转运。它的特点是：①逆浓度梯度或逆电化学梯度透过细胞膜；②细胞膜的载体对药物有特异的选择性；③消耗细胞能量；④竞争性抑制；⑤转运过程有饱和现象
2,易化扩散
易化扩散与主动转运有相似之处，如有饱和现象，也受代谢抑制物的影响等，但不同的是易化扩散不能逆浓度梯度移动，也不耗能。此外，还有一些物质如某些大分子及重金属等可通过胞饮（pinocytosis）或入胞（endocytosis）的形式而被转运。
二、吸收吸收（absorption）是指药物从给药部位进入血液循环的过程。应注意药物吸收的速度和程度。药物的吸收速度能影响药物产生作用的快慢，而药物的吸收程度可影响其作用的强弱。根据给药方法与吸收部位不同，可将其分为经消化道内吸收与消化道外吸收。
（一）消化道内吸收
1,从口腔吸收
片剂舌下（sublingual）给药，药物溶解后通过简单扩散可从口腔粘膜吸收。口腔粘膜吸收面积虽小，但它有丰富的血管，故吸收迅速，如高脂溶性的硝酸甘油舌下给药。由于经口腔粘膜吸收的药物不经过门静脉，故可避免首关效应。
2,从胃肠道吸收
口服（per os）是最常用最安全的给药方式。口服后药物自胃肠道吸收的主要方式是简单扩散。
(1) 从胃吸收 弱酸性药物在酸性胃内容中多不解离，因而可在胃内吸收。
(2) 从小肠吸收 小肠是口服给药的重要吸收部位。
(3) 从直肠吸收 栓剂或溶液剂直肠给药（per recutum）时，药物可从直肠吸收。直肠的吸收面积虽小，但血液供应充足，药物吸收很快，药物的首关效应较少。
（二）影响药物从消化道内吸收的主要因素
1,物理化学因素
2,生物学因素
(1) 胃肠pH (2) 胃排空速度和肠蠕动 (3) 胃肠食物及其他内容物
3,首关效应---应重点掌握此概念
首关效应又称首关消除（first-pass elimination）或首关代谢（first-pass metabolism），它是指某些药物首次通过肠壁或经门静脉进入肝脏时被其中的酶所代谢致使进入体循环药量减少的一种现象。
（三）消化道外吸收
1,从注射部位吸收
静脉注射（intravenous injection，iv）、静脉滴注（intravenous infusion）、皮下注射（subcutenous injection，sc）、肌内注射（intramuscular injection，im）、动脉注射（intraarterial，ia）
2,从皮肤粘膜吸收
3,从鼻粘膜、支气管或肺泡吸收
三,分布分布（distribution）是指吸收入血的药物随血流转运至组织器官的过程。大部分药物的分布过程属于被动转运，少数为主动转运。药物的分布速率主要取决于药物的理化性质、各器官组织的血流量与对药物的通透性，以及药物在组织与血浆的分配比。
（一）药物在血液中的分布
1,与血细胞结合某些药物可与红细胞结合，例如，氯酞酮在红细胞与血浆的分配比为20:1。阿的平在白细胞的浓度高于血浆浓度100倍。5-羟色胺可在血小板浓集。
2,与血浆蛋白结合
1）游离型药物与结合型药物经常处在平衡状态之中2）结合型药物不能通过细胞膜，仅游离型才能通过。3）结合型药物不能透入脑脊液。4）药物与血浆蛋白结合也限制药物从肾小球滤过。5）结合型药物常失去药理活性。仅游离型药物才有药理活性。
（二）药物在血液与组织间的分布
药物在血液与组织器官间的分布是不均匀的，它受许多复杂因素的影响。除药物与血浆蛋白结合外，还有下述影响因素。
1,体液pH （结合前面所述pKa值的概念讲解）
在生理情况下细胞内液pH为7.0，细胞外液及血浆为7.4。由于弱酸性药物在细胞外液解离型药物多，不易进入细胞内，因此，它们在细胞外液的浓度高于细胞内液。提升血液pH值可使弱酸性药物向细胞外转运，降低血液pH值则使其向细胞内浓集。在临床上给予碳酸氢钠使血及尿液碱化能促进巴比妥类弱酸由脑细胞向血浆转运，并促进它从尿排出，因而可以解救巴比妥类药物的中毒。
2,器官血流量与膜的通透性
3,组织细胞结合
4,体内屏障
(1) 血脑屏障
(2) 胎盘屏障
四,生物转化生物转化（biotransformation）又称代谢或药物转化，是指药物在体内发生的化学结构改变。其意义在于：①原形药经生物转化生成的代谢物水溶性增强，易从肾及胆汁排出；②多数药物经生物转化后活性降低,即从活性药物变成无活性的代谢物，可称灭活（inactivation）；③某些无活性药物或前体药物（prodrugs）经生物转化后形成活性代谢物，可称活化（activation）；也有的活性药物转化成仍具有活性的代谢物，但与母药相比，它们的作用或体内过程可能发生不同程度地改变；④有些药物等外源性化合物（xenobiotics）经生物转化后可形成具有高度化学反应性的毒性代谢物（toxic chemically reactive metabolites）
生物转化的部位及其催化酶 生物转化的主要部位是肝脏。生物转化可由肝微粒体细胞色素P450酶系及非微粒体酶系催化，其中最重要的是肝微粒体细胞色素P450酶系，简称“肝药酶”。细胞色素P450（cytochrome P450,CYP）酶系是一个基因超家族（superfamily），根据基因编码的蛋白质的氨基酸序列的相似程度，可将其划分为不同的基因家族（family）和亚家族（subfamily）。CYP基因超家族的命名是以英文字根CYP开头，后面的阿拉伯字母表示基因家族，如CYP2，其后的大写英文字母表示亚家族，如CYP2D，最后的阿拉伯字母表示某个CYP酶的基因号码，如CYP2D6。生物转化有明显的种属差异、种族差异和个体差异。造成生物转化差异性的重要原因是遗传因素、环境因素以及生理病理状态。
(1) 酶的诱导 某些化学物质能提高肝微粒体药物代谢酶的活性，增加自身或其他药物的代谢速率，此现象称酶的诱导（enzyme induction）。具有酶诱导作用的化学物质称酶的诱导剂（enzyme inducing agent）。例如苯巴比妥是典型的酶诱导剂，它能提高CYP2C9及CYP2C19几个同工酶的催化能力。
(2) 酶的抑制 某些化学物质能抑制肝微粒体药物代谢酶的活性，减慢其他药物的代谢速率，此现象称酶的抑制（enzyme inhibition）。具有酶抑制作用的化学物质称酶的抑制剂（enzyme inhibitory agent）。通常，酶的抑制剂对CYP酶的抑制作用也有一定的特异性。表3-4列举了一些在临床上常见的抑制剂以及受其抑制的CYP酶。例如中介于CYP3A4代谢的红霉素能竞争性抑制其底物华法林、卡马西平、环孢素及咪达唑仑的代谢，使它们作用增强，甚至可致中毒水平。
五、排泄排泄（excretion）是指体内药物或其代谢物排出体外的过程，它与生物转化统称为药物消除（elimination）。肾脏是大多数药物排泄的重要器官，经胆汁排泄也较重要，某些药物也可从肺、乳腺、唾液腺或汗腺排出。
（一）肾脏排泄
（二）胆汁排泄
由胆汁排入十二指肠的药物可由小肠上皮吸收，并经肝脏重新进入全身循环，这种小肠、肝脏、胆汁间的循环称为肠肝循环（enterohepatic circulation）。肠肝循环的临床意义视药物的胆汁排出量而定。药物从胆汁排出量多，肠肝循环能延长药物的作用时间，如洋地黄毒苷。洋地黄毒苷中毒时，服用消胆胺可在肠道中与其结合，能切断肠肝循环而加速其排泄。
（三）乳汁排泄
（四）其他途径排泄
第二节：体内药量变化的时间过程一、时量关系及时量曲线时量关系（time-concentration relationship）是指血浆药物浓度（C）随时间（t）的改变而发生变化的规律。以血浆药物浓度为纵坐标，以时间为横坐标作图，即为时量曲线（time-concentration curve）。时量曲线亦称药-时曲线或C-t曲线。
当单次血管外给予一室模型药物后，其时量曲线可区分为升段、峰值与降段。
曲线升段主要反映吸收过程，其坡度反映该过程的速度。坡度越陡，则吸收越快。曲线的峰值（或称峰浓度，peak concentration,Cmax）是指给药后所达到的最高血药浓度，它反映吸收速度与消除速度相等。从给药后至峰值的时间称为达峰时间（peak time,tmax），它反映药物的吸收速度。曲线的降段主要反映药物的消除过程，其坡度反映消除过程的速度。坡度陡，则消除快；坡度平，则消除慢。当然，曲线升段时分布与消除过程已经开始，只是吸收超过分布与消除，同样，曲线降段时吸收也未完全停止，只是消除超过吸收。
时量曲线下面积（area under the time-concentration curve,AUC）与吸收后进入体循环的药量成正比例，它反映进入体循环药物的相对量。AUC是血药浓度随时间变化的积分值，可由下式求得：
式中C(t)代表t时的药物浓度，C0 代表零时的药物浓度，t代表时间，ke代表消除速率常数。AUC也可用梯形法求得。AUC的单位是每小时 g/ml，它是计算生物利用度的基础数值。
二、生物利用度生物利用度（bioavailability，F）是指药物从某制剂吸收进入血液循环的相对数量和速度。即血管外给药后能被吸收进入体循环的分数或百分数。生物利用度是评价药物制剂质量的一个重要指标。
生物利用度可区分为绝对生物利用度（“absolute” bioavailability）与相对生物利用度（“relative” bioavailability）。
绝对生物利用度---静脉注射药物的生物利用度是100%，如果把静脉注射（iv）与血管外途径给药（ev）时的AUC值进行比较所得，F = AUCev/AUCiv ×100％，以评价同一种药的不同给药途径的吸收程度。
相对生物利用度---在同一给药途径下对不同制剂进行比较，F= AUC受试制剂/AUC标准制剂 ×100％，以评价不同厂家同一种制剂或同一厂家的不同批号药品间的吸收情况是否相近或等同。
第三节：药物消除动力学药物消除动力学过程（elimination kinetic process）是指进入血中的药物由于分布、生物转化及排泄，使其血药浓度不断衰减的过程。该过程可控制着作用部位的药物浓度，从而影响作用的持续时间及药物效应强度。
一、消除动力学类型按药物自血中的消除速率与血中药物浓度之间的关系，可将药物自血中的消除动力学分为一级动力学、零级动力学以及米氏动力学过程。
（一）一级消除动力学一级消除动力学（first-order elimination kinetics）是指血中药物消除速率（dC/dt）与血中药物浓度的一次方成正比。即血药浓度高，单位时间内消除的药量多，血药浓度降低，药物消除速率也按比例下降，也称为定比消除。描述一级消除动力学的方程式是,
dC/dt =－keC1= －keC
式中C为药物浓度，ke为消除速率常数（elimination rate constant）。
一级动力学又称线性动力学（Linear kinetics）。
一级动力学过程是被动转运的特点。由于多数药物的分布与消除是被动转运，故多数药物自血中的消除属一级动力学消除。除定比消除外，一级消除动力学还有下述特点：
（1）半衰期恒定，与血药浓度高低无关。半衰期（t1/2）是指血浆药物浓度下降一半所需时间，即Ct=1/2C0，将此代入上式，则：
t1/2 = log2 × 2.303/ke = 0.301 × 2.303/ke = 0.693/ke 式中均为恒定常数且与C0无关。
（2）停药后约经5个t1/2药物从体内基本消除完了，按相同剂量相同间隔时间给药，约经5个t1/2达到稳态浓度。
（3）时量曲线下面积与所给予的单一剂量成正比。
（二）零级消除动力学零级消除动力学（zero-order elimination kinetics）是指血中药物消除速率与血中药物浓度的零级方成正比。即血药浓度按恒定消除速度（单位时间消除的药量）进行消除，与血药浓度无关，也称定量消除。描述零级消除动力学的方程式是,
dC/dt = －k0C = －k0 式中k0为零级消除速率常数，单位是药量/时间。将上式积分：Ct = C0－k0t
零级动力学过程是主动转运的特点。有少数药物的分布与消除过程需一些载体或酶系统参与，当体内药量过大，超过其负荷能力，则可成为零级消除动力学。
零级消除动力学还有下述特点：
（1）定量消除
（2） t1/2不恒定，它与初始血药浓度（给药量）有关，剂量越大，t1/2越长。这是因为将Ct/C0=1/2代入上式，t1/2C0=C0－k0t1/2，则t1/2=0.5C0/k0。
（3） 时量曲线下面积与给药剂量不成正比，剂量增加其面积可以超比例增加。
（三）米氏消除动力学米氏消除动力学（Michaelis-Menten elimination kinetics）是包括零级和一级消除动力学在内的混合型消除过程。该消除过程在高浓度时为零级过程，而在低浓度时为一级过程。
二、药代动力学参数的计算及意义
（一） 半衰期半衰期（half-life, t1/2）通常是指血浆消除半衰期，它是指药物在体内分布达到平衡状态后血浆药物浓度降低一半所需的时间，是表述药物在体内消除快慢的重要参数（parameter）。对于一级消除动力学药物，不论给药量多少，其t1/2是一个常数，它可用ke计算。
t1/2= 0.693/ke
了解t1/2有助于设计最佳给药间隔、预计停药后药物从体内消除的时间以及预计连续给药后达到稳态血药浓度的时间（见一级消除动力学）。一次用药后经过4~6个半衰期，体内药量消除93.5%~98.4%；每隔1个半衰期用药一次，经过4~6个半衰期，体内药量可达稳态水平的93.5%~98.4%。肝肾功能不良者，半衰期将改变。
（二） 表观分布容积
表观分布容积（apparent volume of distribution,Vd）是指体内药物总量待平衡后，按测得的血浆药物浓度计算时所需的体液总容积。Vd可用L/kg体重表示。
Vd=给药量*生物利用度/血浆药物浓度
Vd是一个假想的容积，它不代表体内具体的生理性容积。但从Vd可以反映药物分布的广泛程度或与组织中大分子的结合程度。
Vd≈5L? 表示药物大部分分布于血浆
Vd≈10~20L? 表示药物分布于全身体液
Vd>40L? 表示药物分布于组织器官
Vd >100L? 表示药物集中分布至某个组织器官或大范围组织内
Vd越小，药物排泄越快，在体内存留时间越短；分布容积越大，药物排泄越慢，在体内存留时间越长。
（三）总体清除率
总体清除率（total body clearance,TBCL）又称血浆清除率（plasma clearance，CL），是机体消除药物速率的另一种表示方法。它是指体内诸消除器官在单位时间内清除药物的血浆容积，是肝、肾以及其他消除途径清除率的总合。其计算式为：TBCL = Vd·ke 或TBCL = A/AUC
式中Vd为表观分布容积，ke为消除速率常数，A为体内药量，AUC为时量曲线下面积。CL是以L/小时或L/kg体重/小时表示。
三、房室模型为了定量地分析药物在体内的动力学过程，常将身体视为一个系统，系统内部按动力学特点分为若干房室（compartments），房室是一个假想的空间，它的划分主要取决于药物在体内的转运速率。转运速率与房室数常用半对数纸作图的C-t曲线来判断。若C-t曲线呈直线，即血药浓度的衰减速率始终一致，则为一室模型；若C-t曲线不是直线，而是由几个不同斜率的线段组成，则可能为二室模型或多室模型。
（一）一室模型
一室模型（one-compartment model） 假定身体由一个房室组成。药物进入全身循环后迅速分布到机体各部位，并瞬即达到动态平衡。血浆药物浓度变化能成比例地定量反映组织内浓度变化。
（二）二室模型
二室模型（two-compartment model）假定身体由两个房室组成，分别称中央室（central compartment）与周边室（peripheral compartment）。药物首先进入中央室并在该室瞬间均匀地分布，而后才缓慢地分布到周边室（图3-5b）(PPT0305B)。一般认为，中央室包括血液、细胞外液以及血流丰富的组织如肝、肾、心、肺等；周边室则包括血流灌注比较贫乏的组织，如肌肉、皮肤、脂肪等。大多数药物属二室模型药物。
房室模型的选择主要取决于药物与实验设计的精确性。
四、多次给药临床用药常需多次给药，其目的是为了使药物达到并维持有效血药水平。在一级动力学药物中，若按固定间隔时间给予固定药物剂量，在每次给药时体内总有前次给药的存留量，多次给药形成不断蓄积，随着给药次数的增加，体内总药量的蓄积逐渐减慢，直至在剂量间隔内药物的消除量等于给药剂量，从而达到平衡，这时的血药浓度称为稳态血药浓度或稳态浓度（steady-state concentration,Css），也称坪水平（plateau level）或靶浓度（target concentration）。静脉滴注时Css是一平滑的曲线，而在多次静脉注射或血管外给药时Css是一个“篱巴”型的血浆药物浓度曲线，它在最高稳态浓度（稳态峰浓度，Css,max）和最低稳态浓度（稳态谷浓度，Css,min）之间波动（图3-7）(PPT0307)。多次给药的Css可用下列公式描述：
Css/CL＝ RE/CL ＝ RA/CL ＝ Dm/KeVd ＝ Dm/Vd? ＝ 1.44Dm t1/2
式中RE为消除速度（单位时间消除的药量），RA为给药速度（单位时间给予的药量），Dm为维持剂量（maintenance dose），τ为给药间隔时间。从上式可见，Css与给药的维持量成正比，与给药间隔时间成反比。即剂量大，Css高，剂量小，Css低，给药间隔时间缩短能提高Css，并使其波动减少。达稳态浓度的时间，仅决定于药物的t1/2，与剂量、给药间隔时间以及给药途径无关。从临床用药角度，通常认为在给药5个t1/2后，可视为达到Css。如果实际测得的Css过高或过低，可以按已测得的Css与希望达到的Css比值进行给药速度（RA）的调整，即：
Css(已测得的)/Css(希望的) ＝ RA（已用的）/RA（将调整的）
但从调整给药速度（剂量）时开始需再经过5个t1/2方能达到希望的Css。
当预先选好稳态峰、谷浓度，上式也可计算静脉注射的剂量。
在病情危重希望在第一次给药后即刻达到稳态浓度时，可用给予负荷剂量（loading dose,DL）的方法，其计算式为：
DL＝Css·Vd＝ RAke ＝ RA/(0.693/t1/2)? ＝1.44·t1/2·RA
式中DL为负荷剂量，RA为给药速度。可见，将第一个t1/2内静脉滴注剂量的1.44倍在静脉滴注开始时一次推注静脉内即可立即达到并维持Css。已知，在多次恒速给药达到Css时，体内药量（Ass）是维持剂量与体内上一剂量残余药量的和，即
Ass＝Dm＋Ass·e－ke t ,DL＝Ass ＝ Dm/(1－e－ke t)
当给药间隔时间 ＝t1/2时，则：
DL＝ Dm/(1－e－0.693) ＝ Dm/0.5 ＝2Dm
可见，每隔一个t1/2给一次药时，采用首剂加倍剂量的负荷量，可使血药浓度迅速达到Css。
内容要点
1.药物体内过程(吸收、分布、代谢和排泄)
(1)药物在体内的转运药物的转运过程要通过各种脂溶性的生物膜，药物的跨膜转运有多种形式：①被动转运，即药物从高浓度一侧向低浓度对侧的顺浓度差转运，不需载体，不耗能，无饱和现象及无竞争抑制现象；②主动转运，即药物从低浓度一侧转运到较高侧的逆浓度差转运，需载体，耗能，有饱和现象及竞争抑制现象；③易化扩散，即需载体参与的顺浓度差转运，不耗能，但有饱和现象及竞争抑制现象；④膜动转运又称胞饮作用，由生物膜主动变形而将某些物质摄入细胞内或从细胞内释放到细胞外。体内多数药物的转运过程属被动转运。
(2)吸收是指药物从用药部位进入血液循环的过程。药物吸收速率、程度与药物理化性质、给药途径、吸收环境及因素有关。口服给药主要在小肠吸收，胃排空和肠蠕动的快慢对药物的起效时间、持续时间和药效强弱均有影响，改变胃肠pH可促进或抑制药物的吸收。口服药物在胃肠道吸收后经门静脉进入肝脏即被代谢灭活，使进入体循环的药量明显减少，称为首过效应。
(3)分布是指药物从血液向组织器官转运的过程。影响分布的因素：①血浆蛋白结合率，结合型药物不能跨膜转运，暂时失活，只有游离药物才能转运到作用部位呈现生物效应；②组织血流量，吸收的药物首先向血流量大的器官分布；③与组织成分结合，可使药物的分布具有一定的选择性；④体液pH，生理情况下细胞内液pH略低于细胞外液，弱碱性药物在细胞内浓度较高，弱酸性药物在细胞外浓度略高，改变细胞外液pH可影响药物的排泄速度；⑤特殊屏障，主要有血-脑屏障及胎盘屏障。
(4)生物转化是指药物在体内发生的化学变化，又称代谢。大多数药物代谢主要由肝药酶参与，肝药酶具有活性有限、个体差异大、易受药物的诱导和抑制的特点。能提高肝药酶活性的药物称为肝药酶诱导剂，抑制肝药酶活性的药物称为肝药酶抑制剂。
(5)排泄是指药物从体内排泄出体外的过程。肾是药物排泄的主要器官。经肾排泄的药物在肾小管可被重吸收，使药物作用时间延长。改变尿液pH，可影响肾小管对药物的重吸收。药物或代谢物随胆汁入肠腔后，有些药物可在小肠重吸收返回肝脏，形成肝肠循环，而使药物消除缓慢，作用时间延长。此外，一些弱碱性药物可自乳汁排泄，应注意对乳儿的影响。
2.药动学的基本参数及其意义
(1)药-时曲线给药后体内药物浓度可随时间发生变化，药-时曲线可随给药途径、剂量及不同个体中分布消除情况的差异而变化。
(2)房室模型单室模型是假定机体由一个房室组成，给药后药物在机体各组织内迅速均一地分布。二室模型假定机体由血流量丰富的中央室和血流量较少的周边室组成。药物首先进入中央室，然后再由中央室进入周边室。
(3)生物利用度(F)是指药物被吸收进入全身血液循环的程度，是反映药物制剂质量的一个重要指标。
(4)表现分布容积(Vd)是假定机体内各组织、体液中药物浓度与血药浓度相等时药物分布所需的容积，由Vd值可推测药物在体内分布状况。
(5)药物消除动力学药物消除等于药物代谢和排泄的总和。单位时间内药物消除量与现存量之间的比值称为消除速率常数(K)，单位时间内机体消除药物的Vd称消除率(CL)。零级动力学消除是指单位时间内消除恒定数量的药物，一般见于体内药量过多时。一级动力学消除是指单位时间内消除恒定比例的药量，绝大多数药物在机体内按一级动力学消除。
(6)血浆半衰期(t1/2)是指血浆药物浓度下降一半所需的时间。多数药物按一级动力学消除，故t1/2是一恒定值。临床上可依t1/2确定给药时间间隔。
(7)连续多次给药的血药浓度变化定时定量反复多次给药经4～5个t1/2后可达稳态血药浓度(Css)，又称坪浓度。停止给药后经过5个t1/2，体内药物基本消除。首次剂量加倍可很快达到Css，每日给药总量加倍时，Css也提高1倍。
讲授的专业英语词汇药动学Pharmacokinetics、吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)、排泄(excretion)、一级消除动力学(first order elimination kinetics)、零级消除动力学(zero order elimination kinetics)被动转运(passive transport)、主动转运(active transport)、首过消除( first pass elimination)、肝肠循环(hepato-enteral circulation)、一室模型(one compartment model )、二室模型(two compartment model )表观分布容积（apparent volume of distribution）、清除率 (clearance,CL)、消除半衰期（t1/2）、生物利用度(bioavailability)、治疗窗（therapeutic window）、稳态血药浓度Css（steady state concentration）、负荷剂量 (loading dose,DL)、维持剂量（maintenance dose）
思考题
1 什么是pKa值？
2 生物利用度的含义？绝对生物利用度和相对生物利用度的计算公式和用途？什么是首关消除？有何意义？
3 药物零级消除动力学有何特点？如何计算t1/2?
4 药物按一级消除动力学有何特点？如何计算t1/2?
5 用公式表达血浆清除率、表观分布容积。
6 连续恒速给药，根据需要怎样调整给药速度？
7 在病情危重时需立即达到有效血浓时，怎样计算负荷剂量？
医学院 教案首页课程名称 药理学 任课教师 李瑞芳
第 4 章 影响药物效应的因素和合理用药的原则 计划学时 1
教学目的和要求：
1． 熟悉影响药物作用的各种因素。
2． 了解合理用药原则。
教学基本内容：
影响药物效应的因素合理用药原则
教学重点和难点：
重点：影响药物效应的各种因素。
难点：合理用药的原则。
授课方式、方法和手段：
授课方式：讲授式＋启发式。
方法和手段：画图、板书及多媒体课件。
第一节：药物方面的因素
（一）理化性质与药物的化学结构的影响。
（二）药物剂型的影响缓释剂（slow release formulation）和控释剂（controlled release formulation），前者的药物按一级速率（一级动力学）缓慢释放，能较长时间维持血药浓度在有效范围内。控释剂则按零级速率释放药物，使血药浓度较稳定地处于有效水平上。有的缓释剂以缓慢释放为主，称为延迟释放剂（extended release formulation）；有的将不同释放速率的药物组合在一起，达到快速生效和长期维持药效的效果，称为持续释放剂（sustained release formulation）。实际上，很难在体内明确鉴别后二种剂型持效时间的差异，因此二者名称的应用也不够严格。钙拮抗药硝苯地平的普通片剂治疗高血压需每日三次给药，其控释片仅需每日一次，不仅服用方便，疗效增高，而且减少不良反应，实是治疗上的一大改进。
（三）给药方法
1、给药剂量。
2、给药途径。
3、给药时间与间隔。
4、长期或反复用药。
（1）耐受性（tolerance）。在长期用药过程中，药物效应会逐渐减弱，需加大剂量才能取得原来强度的效应，此即耐受性。用药后很短时期内就发生的耐受性，又称快速耐受性（tachyphylaxis），停药后药效容易恢复，如麻黄碱、硝酸甘油所引起的。若在较久用药时间后发生的，就称慢速耐受性，如苯巴比妥所引起的。
耐受性的发生有二种因素，即药效学耐受性和药动学耐受性。前者由机体调节功能改变所致，有受体下调（数量减少），酶活性饱和，作用底物耗竭等；药动学耐受性由吸收减少，转运减慢，消除加快，特别是肝药酶CYP450被诱导而活性加强所致。
（2）耐药性（resistance）。在化学治疗过程中，病原体对药物（抗菌药）的敏感性降低称为耐药性，由病原体基因发生变异所致。此时需加大抗菌药剂量才能有效，甚至该药已无效而需改用其他抗菌药。临床用药时，要注意耐药性的发生和传播。此外，病原体对抗菌药物也可发生交叉耐药性。
（3）药物依赖性（drug dependence）。是麻醉药品（多为成瘾性药物，非指全身或局部麻醉药）或精神药品所具有的严重不良反应，分为精神依赖性和身体依赖性二类。
精神依赖性是反复应用麻醉药品或精神药品后所产生的欣快、满足、舒适、安乐等感受，促使应用者产生渴求连续用药的欲望和不择手段的“觅药行为”，在中断用药后，仅感主观心理上不适而并不引起戒断症状，可卡因、印度大麻等可引起精神依赖性。
身体依赖性是连续应用上述两类药品后，机体所发生的一种适应状态，此时机体需有足量该两类药品的支持，方能处于正常功能状态。一旦停药，机体的生理功能就会紊乱，并出现戒断症状。吗啡、哌替啶及多数麻醉药品除引起精神依赖外，还引起身体依赖性。
药物依赖性危害较大，已成为严重社会问题。我国政府已颁布《麻醉药品管理办法》和《精神药品管理办法》。医务人员、药学专业技术人员需按两个《管理办法》对此类药品严加管理、严格控制、严禁滥用，以达合理使用的目的。
（四）联合用药和药物相互作用临床上为了达到满意疗效常采取两种或多种药物同时或先后应用，这就是联合用药。联合用药可以提高疗效，对治疗有利，如治疗高血压病、结核病。另一方面联合用药也会增加不良反应的发生率，造成不利。一般，两种或多种药物合用，将发生相互影响，且在体内体外都会发生。
药物在体外发生相互影响主要是配伍禁忌（incompatibility）。这是指将药物混合在一起所发生的物理或化学反应，常见于静脉滴注时的联合用药，如氨基苷类抗生素与β内酰胺类抗生素合用时，二者不可在同一针管或同一溶液中混合，因β内酰胺环可使氨基苷类失去抗菌作用。又如红霉素可放入葡萄糖溶液作静脉滴注而不能混于生理盐水溶液中，否则红霉素将析出结晶而沉淀。因此，在静脉滴注联合用药时，必须注意有无配伍禁忌，应先查阅药物配伍禁忌表。
药物在体内发生相互影响称为相互作用（interaction），发生相互作用的结果有二，或使原有的效应增强，称为协同（synergism），或使原有效应减弱称为拮抗（antagonism）。协同作用中又分为相加（addition）和增强（potentiation），前者指合用的总效应等于单用效应相加之和，后者指合用效应大于单用效应之和。拮抗作用中又分相减（subtraction）和抵消（counteraction），前者指合用时的效应小于单用时的效应，后者指合用时药的效应完全消失。
第二节：机体方面的因素
（一）生理因素
1、年龄
2、性别
3、精神或心理因素。
（二）病理因素各种病理因素（疾病状态）都会对体内各器官系统发生影响，并由此引起药效动力学变化，使药物效应增强或减弱，引起不良反应甚至毒性，也会通过吸收、分布、代谢、排泄等药物代谢动力学变化，使药物效应发生改变。
（三）遗传因素
（四）环境、时间、饮食等外界因素
1．环境因素
2．时间因素近年建立的时间药理学（chronopharmacology）
3．饮食因素
第三节 合理用药原则第一段：明确诊断第二段：分析病情正确选用药物第三段：个体化用药和联合用药第四段：负责的工作态度第五段：实行治疗药物的监察
内容要点影响药物作用的因素主要有两方面。
1.药物方面因素包括药物的剂型、联合用药及药物间的相互作用。2种以上药物联合应用时，效应增强称协同作用，效应减弱称拮抗作用。临床应选用疗效协同而毒性拮抗的药物配伍应用。药物在体外配伍出现理化变化而影响药物疗效或应用后出现毒性反应称配伍禁忌。
2.机体方面因素包括：①小儿特别是新生儿或早产儿，各种生理功能及自身调节功能尚未发育完全，对药物的反应比成年人更敏感。老年人血浆蛋白量较低，体内水分较少，脂肪较多，故药物的血浆蛋白结合率低，水溶性药物分布容积小，而脂溶性药物分布容积大。老年人肝肾功能减退，药物消除率下降。另外老年人对许多药物的反应特别敏感。这些因素都会使同样剂量下老年人反应增强或发生毒性反应。②病理状态也会影响药物的疗效。尤其肝肾功能不全时，药物在肝的生物转化及肾排泄功能发生障碍，消除速率变慢，易发生毒性反应，适当延长给药间隔或减少给药量可解决。③其他：如性别、遗传异常、精神因素等也会影响药物的作用。④机体对药物的反应性：机体对药物的反应性可因人、因时以及用药时间的长短等而异。连续用药后机体对药物的反应性降低，需增加剂量才能恢复原效应，称耐受性。病原体及肿瘤细胞等对化学治疗药物的敏感性降低称耐药性，又称抗药性。短期内反复应用数次后药效降低甚至消失称快速耐受性。长期连续使用某种药物，停药后发生主观不适或出现严重的生理、生化功能紊乱，对机体产生危害，称为成瘾性。
讲授的专业英语词汇控释剂 controlled release formulation
缓释剂slow release formulation
耐受性tolerance
耐药性 resistance
药物依赖性 drug dependence
相互作用?interaction
配伍禁忌 incompatibility
协同synergism
拮抗antagonism
思考题
1简述合理用药的原则。
2 简述影响药物效应的各种因素。
第 1 章 药理学总论－绪言 计划学时 1
教学目的和要求：
掌握药理学、药物、药效动力学、药代动力学的概念。
熟悉药理学的学科任务和研究方法。
了解药物和药理学的发展简史、药理研究在新药开发和研究中的作用和新药研究的大体过程。
教学基本内容：
1．药理学的任务和研究对象，药效学和药动学研究范围，和相邻学科的关系。
2．药物的基本特性、药物与毒物及食物的关系。
3．药理学的发展简史。
4．新药的开发和研究。
教学重点和难点：
重点：药理学的核心问题：药效学和药动学难点：药理研究在新药开发和研究中的作用和新药研究的大体过程。
授课方式、方法和手段：
授课方式：讲授式＋启发式。
方法和手段：讲解、板书及多媒体。
讲授内容
（一）药理学的性质与任务药理学（pharmacology）是研究药物与机体之间相互作用和规律及原理的一门学科。
药物（drug）是用以防治及诊断疾病的物质，在理论上指凡能影响机体器官生理功能及（或）细胞代谢活动的化学物质都属于药物的范畴。
3．药效动力学(药效学,pharmacodynamics) 研究药物对机体的作用、作用规律及作用原理。
4．药代动力学(药动学,pharmacokinetics)研究机体对药物的作用及作用规律。
5．药理学的学科任务阐明药物作用机制；
提高药物疗效；
研究开发新药；
发现药物新用途；
探索细胞生理、生化及病理过程。
药物与药理学的发展史药物学阶段 中国的《神农本草经》、《本草纲目》为药物学的发展做出了重要的贡献。
2．药理学的发展
德国化学家 F.W,Serturner(1783-1841)分离吗啡；后来相继发现士的(1819)，咖啡因(1819)，奎宁(1820)，阿托品(1831)；德国微生物学家 P,Ehrlich(1906)发现新胂凡纳明；德国R,Buchhneim(1820-1879)建立第一个药理学试验室；J N,Langley（1905）提出受体学说；20世纪药理学新领域及新药的发现：抗生素、抗精神病药、抗高血压药、镇痛药、基因药等。我国药理学家在麻黄碱、吗啡镇痛作用部位及青蒿素的研究方面做了重要贡献。
3．药理学从实验药理学到器官药理学，进一步发展到分子药理学；并出现了许多药理学分支如临床药理学（Clinical pharmacology）、生化药理学（Biochemical pharmacology）、分子药理学（Molecular pharmacology）、免疫药理学（Immunopharmacology）、心血管药理学（Cardiovascular pharmacology）、神经药理学（Neuropharmacology）、遗传药理学（Pharmacogenetics）、化学治疗学（Chemotherapy）等。
（三）药理学在新药的研究与开发中的作用新药系指未曾在中国境内上市销售的药品。现有的药品，凡增加新的适应证，改变给药途径和改变剂型的，亦属新药范围。包括化学药、中药和生物药品。
新药研究过程分：临床前研究、临床研究和售后调研
1．临床前研究preclinical testing：
1）药学：新药设计、生产工艺、质量控制、稳定性
2）药理学：药效学和药动学（动物）
3）毒理学：急性毒性、慢性毒性和特殊毒性（简介）
2．临床研究clinical testing
临床研究首先在20～30例正常成年志愿者观察新药耐受性，找出安全剂量。再选择有特异指征的病人进行随机对照临床试验，观察新药的疗效、适应证及不良反应，对新药有效性及安全性作出科学评价。由此制定适应证、禁忌证、用法与用量、疗程及可能出现的不良反应后，申报国家药政管理部门批准生产。
一期临床phase 1：开放，20~30例，摸索剂量。
Who? 正常自愿者normal volunteers
Why? safety,biological effects,metabolism考察安全性、代谢和生物效应二期临床phase 2：II期：盲法、随机，≥100对。
Who? Selected patients by double-blind studies双盲法（简介）
Why? Therapeutic efficacy,dose range
三期临床phase 3：III期：盲法、随机，≥300例。
Who? Large sample of selected patients
Why? Safety and efficacy.
新药通过该期临床试验后，方能被批准生产、上市。
3．售后调研（postmarketing surveillance）：又称Ⅳ期临床试验。IV期：开放，＞2000例。
新药上市后要继续进行社会性考察与评价。重点考察新药广泛长期使用后的不良反应，继续考察远期疗效和发现潜在的治疗作用和毒副作用，以进一步肯定或淘汰上市的新药。
Who? Patients given drug for therapy.
Why? Adverse reaction,patterns of drug utilization,additional indications.
内容要点
1.药物是防治及诊断疾病的化学物质。药理学是研究药物与机体之间相互作用和作用规律及作用原理的一门科学。研究药物对机体的作用和作用规律的科学称药物效应动力学。研究机体对药物的作用和作用规律的科学称药物代谢动力学。
药理学的学科任务是阐明药物作用机制、提高药物疗效、减少药物不良反应、发现药物新用途、开发新药并为探索细胞生理、生化及病理过程提供实验资料。
2.药理学发展与人类实践及其相关学科的发展密切相关。
3.新药的研究可分为临床前研究、临床研究。新药上市后还要继续考察长期使用后的不良反应。
讲授的专业英语词汇药理学pharmacology、药学pharmacy、药物效应动力学 ( pharmacodynamics，药效学)、药物代谢动力学? ( pharmacokinetics,药动学)、FDA(Food and Drug Administration)、
思考题
1．什么叫药动学？药效学？
2．药理学在新药研究中的作用是什么？
3．新药开发的步骤
医学院 教案首页课程名称 药理学 任课教师 李瑞芳
第 2 章 药物效应动力学 计划学时 3
教学目的和要求：
1．掌握药效学基本概念：药物作用的基本表现、选择性、药物作用的两重性、治疗指数、效能、效价强度、受体激动药、部分激动药、受体拮抗药等。
2．熟悉量效关系，药物不良反应概念、各种表现及防治措施；
3．了解受体由来、受体特性、受体分类、第二信使。
教学基本内容：
1．药物作用与效应，治疗作用与不良反应
2．药物效应动力学，量效关系，效应强度与最大效能，质反应与量反应、半数有效量,治疗指数与安全范围，剂量在安全用药中的重要性。
3．药物作用靶点及作用机制、受体、配体，药物和受体相互作用动力学，解离常数、亲和力和内在活性，激动药、部分激动药、竞争性阻断药和非竞争性阻断药，拮抗参数pA2。
4．受体类型和第二信使，受体的调节。
教学重点和难点：
重点：药物作用的量效关系，药物作用机制，受体与配体的概念难点：受体类型及跨膜信息传递机制
授课方式、方法和手段：
授课方式：讲授式＋启发式。
方法和手段：画图、板书及多媒体课件。
【教学内容】
第一节 药物的基本作用一 药物作用的性质和方式
(一)药物作用的性质药物作用（drug action）是指药物对机体细胞的间的初始作用，是动因，是分子反应机制。
药理效应(pharmacological effect)是机体器官原有功能水平的改变，是药物作用的结果。功能提高称兴奋（exicitation）；功能降低成为抑制(inhibition)、麻痹(paralysis)
(二)药物作用的方式局部作用全身作用二 药物作用的选择性和两重性
(一)药物作用的选择性药物作用的选择性(selectivity)在一定的剂量下，药物对不同的组织器官作用的差异性。
药物作用的特异性取决于药物的化学结构，这就是构效关系。
(二)药物作用的两重性
1,治疗作用治疗作用(therapeutic effects)是指药物作用的结果有利于改变病人的生理、生化功能或病理过程，使患病的机体恢复正常。
（1）对因治疗（etiological treatment）用药目的在于消除原发致病因子，彻底治愈疾病，成对因治疗，或称治本。例如应用抗生素类杀灭或抑制致病微生物，应用解毒药促进体内毒物消除等。
（2）对症治疗(symptomatic treatment)用药目的在于改善症状，称对症治疗，或称治标。例如高热时应用解热镇痛药阿司匹林，降低体温解除发热给病人带来的痛苦。有时对症治疗对维持重要生命指标，赢得对因治疗的时机非常重要，例如对休克、心力衰竭、脑水肿、惊厥等临床急症分秒必争地进行抢救多属对症治疗。
（3）补充治疗(supplementary therapy)也称替代疗法(replacement therapy)用药的目的在于补充营养物质或内源性活性物质的不足。可纠正发病原因并改善症状。但补充疗法并非针对原发病灶，亦不直接针对症状，与对因治疗和对症治疗均有区别。
2,不良反应不良反应(adverse reactions,ADR)：凡不符和用药目的并为病人带来不适或痛苦的有害反应。
（1）副作用(side reaction)在治疗剂量下，药物产生的与治疗目的无关的其他效应。
（2）毒性反应(toxic reaction)药物剂量过大或药物在体内蓄积过多发生的危害性反应。急性毒性(acute toxication)、慢性毒性（chronic toxication）和特殊毒性如致癌(carcinogenesis)、致畸(teratogenesis)、致突变(mutagenesis)等。
（3）变态反应(allergic reaction,hypersensitive reaction，过敏反应)药物产生的病理性免疫反应。
（4）继发性反应(secondery reaction):由药物的治疗作用引起的不良后果.
（5）后遗效应(after effect,residual effect)停药后血浆药物浓度已降至阈浓度以下时残存的药理效应。
（6）致畸作用(teratogenesis),指某些药物可影响胚胎正常发育。
（7）停药反应(withdrawal reaction,rebound,反跳) 突然停药原有的疾病加剧。
（8）特异质反应(idiosyncrasy)少数特异体质病人对某些药物产生的特殊反应。
第二节 量效关系与构效关系一、量效关系药理效应的强弱与其剂量大小或浓度高低呈一定关系，即剂量-效应关系(dose-effect relationship)，简称量效关系(dose-effect relationship)。以药理效应的强度为纵座标，药物剂量或浓度为横座标作图表示量效关系的曲线即为量效曲线(dose-effect curve)。
药理效应按性质可分为量反应和质反应两种情况。效应的强弱呈连续性量的变化者,叫做量反应(graded response)，如血压的升降等。将横座标的剂量或浓度改为以对数剂量或对数浓度表示，以效应强度为纵座标作图则曲线呈对称的S型；
药理效应不随药物剂量或浓度的增减呈连续性量的变化，而表现为反应性质的变化，则称为质反应(quantalresponse)。质反应以阳性或阴性、全或无(all-or-none)的方式表现，如存活或死亡等。
量效曲线在药理学上有重要意义,分析S形量效曲线，可解释如下概念:希望掌握这些概念的定义和意义。
1最小有效量(minimal effective dose)或最小有效浓度(minimal effective concentration)系指能引起效应的最小药量或最小药物浓度，亦称阈剂量或阈浓度(threshold dose or concentration)。
2半数有效量(50% effective dose,ED50)在量反应中指能引起50％最大反应强度的药量,在质反应中指引起50%实验对象出现阳性反应时的药量。以此类推，如效应为惊厥或死亡，则称为半数惊厥量(50% convulsion)或半数致死量(50% lethal dose,LD50)。药物的ED50越小,LD50越大说明药物越安全，一般常以药物的LD50与ED50的比值称为治疗指数(therapeutic index，TI)，用以表示药物的安全性。但如果某药的量效曲线与其剂量毒性曲线不平行，则TI值不能完全反映药物安全性，故有人用LD5与ED95值或LD1与ED99之间的距离表示药物的安全性。表示药物的安全性的指标有两个：治疗指数和安全范围（更可靠）。
3最大效应(maximal effect，Emax) 在反应系统中，随着剂量或浓度的增加，效应强度也随之增加，当效应增强到最大程度后虽再增加剂量或浓度，效应不再继续增强，这一药理效应的极限称为最大效应或效能(efficacy)。
4个体差异(individual variability)量效曲线上的某个点是在该条件时一组实验动物产生效应的平均值。
5效价强度(potency)用于作用性质相同的药物之间的等效剂量的比较,达到等效时所需药量较小者效价强度大，所用药量大者效价强度小。
效能和效价强度反映药物的不同性质，二者具有不同的临床意义，在临床用药时可作选择药物和确定剂量的依据。例如氢氯噻嗪排钠利尿作用的相对效价强度明显大于呋塞米，但后者的最大效能却远远大于前者；重症水肿患者宜选用高效能的呋塞米以获得较好的利尿效果。
6斜率(slope) 量效曲线在效应量的16％～84％区间大致呈直线,该段直线与横坐标夹角的正切值称量效曲线的斜率。斜率大的药物说明药量的微小变化即可引起效应的明显改变。
二、构效关系化学结构相似的药物可通过同一机制发挥作用，引起相似或相反的效应。药物结构的改变，包括其基本骨架、侧链长短、立体异构（手性药物）、几何异构（顺式或反式）的改变均可影响药物的理化性质，进而影响药物的体内过程，影响药效乃至毒性。药物的结构与药理活性或毒性之间的关系称为构效关系(structure activity relationship)。了解药物的构效关系不仅有利于深入认识药物的作用，指导临床合理用药，而且在定向设计药物结构，研制开发新药方面都有重要意义。
第三节? 药物作用机制药物与机体生物大分子之间的相互作用常称作药物作用机制(mechanism of action)。药物的作用几乎涉及生命代谢活动过程的所有环节，因此药物的作用机制十分复杂。
一、酶(enzymes)
例如奥美拉唑(omeprazole)抑制胃粘膜的H+-K,ATP酶，减少胃酸分泌；
二、离子通道(ion channels)
离子通道系细胞内外物质的被动转运中的一种途径。通道的开放或关闭影响细胞内外无机离子的转运，能迅速改变细胞功能，引起神经兴奋，心血管收缩或腺体分泌。例如：激活N-胆碱受体可引起Na+通道开放；激活GABA受体可引起Cl-通道开放。
三、核酸(nucleic acid)
例如抗癌药氟尿嘧啶(fluorouracil)通过阻断DNA的合成而抑制肿瘤细胞生长；磺胺类(sulphonamides)抗菌药通过抑制细菌。
四、免疫系统(immune system)
如免疫抑制药如环孢素(cyclosporin)，可用于抑制器官移植后的排异反应、自身免疫疾病及Rh阳性新生儿溶血病等。免疫增强药多作为辅助治疗药物用于免疫缺陷疾病如艾滋病、慢性感染及癌症等。
五、基因(gene)
基因治疗与基因工程药物治疗不同，前者是把经过遗传修饰的基因导入体内，通过基因的表达发挥效应；后者则是将修饰基因的细胞产物作为药物应用于病人发挥治疗作用。
基因治疗是指通过基因转移方式将正常基因或其它有功能的基因导入体内，并使之表达以获得疗效。
基因工程药物是指应用基因工程技术生产的药品，这类药物是将目的基因与载体分子组成重组DNA分子后转移到新的宿主细胞系统，并使目的基因在新的宿主细胞系统内进行表达,然后对基因表达产物进行分离、纯化和鉴定，大规模生产目的基因表达的产物。已应用的产品有人胰岛素、干扰素类等。
六、其他有些药物通过简单的物理化学作用，如酸碱反应、渗透压改变、氧化还原（自由基清除）等改变机体内环境。还有些药物补充机体所缺乏的物质，如维生素、多种元素等。
七、受体（见后）
第四节? 药物与受体一、受体的概念受体是对生物活性物质具有识别能力并可与之选择性结合的生物大分子。多数受体存在于细胞膜上，并镶嵌在双层脂质的膜结构中（胞膜受体），少数受体存在于细胞内（胞浆受体）。与受体特异性结合的生物活性物质称为配体(ligand)，受体都有内源性配体。配体与受体大分子中的一小部分结合，该结合部位叫做结合位点或受点(binding site)。
受体具有如下特性：（1）灵敏性(sensitivity)（2）特异性(specificity)（3）饱和性（saturability）（4）可逆性(reversibility)（5）多样性(multiple-variation) （6）含量极微 （7）存在受体后信息放大系统二、受体类型和受体调节
（一）受体类型
大多数药物在体内都是和特异性受体相互作用，改变细胞的生理生化功能而产生效应。目前已确定的受体有30余种，根据受体存在的标准，受体大致可分为3类。
第一类是细胞膜受体，位于靶细胞膜上，如胆碱受体、肾上腺素受体、多巴胺受体、阿片（内阿片肽）受体、组胺受体及胰岛素受体等。
第二类是胞浆受体，位于靶细胞的胞浆内，如肾上腺皮质激素受体、性激素受体等。
第三类是胞核受体，位于靶细胞的细胞核内，如甲状腺素受体存在于胞浆内或细胞核内。
有些受体具有亚型，各种受体都有特定的分布部位和特殊功能。有些细胞具有多种受体，如心肌细胞有M胆碱受体，β1、β2肾上腺素受体，H2受体等。有时一个拮抗剂可阻断多种受体，如氯丙嗪除可阻断多巴胺受体、α肾上腺素受体外，对胆碱受体、组胺受体和5-羟色胺受体也有较弱的阻断作用。受体除分布于突触后膜外，有些也分布于突触前膜。激动突触前膜受体可引起反馈性作用，抑制或促进神经末梢释放递质，在局部调节着受体功能的平衡。
（二）受体调节
细胞和受体蛋白都在不断地更新，其合成和降解速率影响着受体的数目和构象、生理和病理情况的改变，也可对其发生影响。受体与配体作用，其有关的受体数目和亲和力的变化称受体调节（receptor regulation）。
向下调节和向上调节 根据受体调节的效果，可分为向下调节（衰减性调节，down regulation）和向上调节（上增性调节，up regulation）。长期使用激动剂，如用异丙肾上腺素治疗哮喘，可使受体向下调节，其疗效逐渐下降。长期使用拮抗剂，如用普萘洛尔突然停药，可出现肾上腺素能受体向上调节，而引起反跳现象，表现敏感性增高。
三,药物与受体相互作用的学说
（一） 占领学说(occupation theory)
该学说认为受体只有与药物结合才能被激活并产生效应，而效应的强度与被占领的受体数量成正比，全部受体被占领时出现最大效应。
修正后的占领学说：药物与受体结合不仅需要亲和力，而且还需要有内在活性才能激动受体而产生效应。
1956年Stephenson认为，药物只占领小部分受体即可产生最大效应，未经占领的受体称为储备受体(spare receptor)。因此，当不可逆性结合或其它原因而丧失一部分受体时，并不会立即影响最大效应。进一步研究发现，内在活性不同的同类药物产生同等强度效应时，所占领受体的数目并不相等。激动药占领的受体必须达到一定阈值后才开始出现效应。当达到阈值后被占领的受体数目增多时，激动效应随之增强。阈值以下被占领的受体称为沉默受体（silent receptor）。
（二）速率学说(rate theory)
该学说认为药物作用最重要的因素是药物分子与受体结合与分离的速率，即药物分子与受体碰撞的频率。药物作用的效应与其占领受体的速率成正比，效应的产生是一个药物分子和受点相碰撞时产生一定量的刺激，并传递到效应器的结果，而与其占领受体的数量无关。
（三）二态模型学说(two model theory)
此学说认为受体的构象分活化状态(R*)和失活状态(R)。R*与R处于动态平衡，可相互转变。在无药物作用时，受体系统无自发激活。加入药物时则药物均可与R*和R两态受体结合，其选择性决定于亲和力。激动药与R*状态的受体亲和力大，结合后可产生效应；而拮抗药与R状态的受体亲和力大，结合后不产生效应。当激动药与拮抗药同时存在时，两者竞争受体，其效应取决于R*-激动药复合物与R-拮抗药复合物的比例。如后者较多时，则激动药的作用被减弱或阻断。部分激动药对R*与R均有不同程度的亲和力，因此它既可引起较弱的效应，也可阻断激动药的部分效应。
四、药物受体反应动力学
1,药物反应动力学基本公式药物与受体的相互作用首先是药物与受体结合，结合后产生的复合物仍可解离。配体（包括药物）与受体结合的化学力主要有共价键、离子键、偶极键、氢键以及范德华引力等，其中离子键较常见。药物与受体之间可有多个结合部位，各结合部位可能存在不同的化学键。
药物作用的第一步是与受体结合，按质量作用定律,(A,药物，R:受体，AR,药物受体复合物，E:效应)
（KD是解离常数）
因为 RT=[R]+[AR] (RT：受体总量),代入上式：
根据占领学说的观点，受体只有与药物结合才能被激活并产生效应，而效应的强度与被占领的受体数量成正比，全部受体被占领时出现最大效应。由上式可得：
该公式是药物反应动力学的基本公式，Langmuir公式。
设 (r为药物受体结合百分率)，则可得：
当50%受体被占领时，KD=A。
KD反映 L与R的亲和力，为引起50%效应时所需药物剂量； KD越大，药物与受体的亲和力越小。
pD2值：为KD的负对数，产生50%最大效应时的激动剂的摩尔浓度的负对数（EC50的负对数）。pD2值的大小与亲和力的高低呈正变关系。其意义是引起50%效应激动药摩尔浓度的负对数。此参数适合所有的受体与配体。
2,量-效公式的直线化
Langmuir方程是双曲线类型，不便进行回归分析，可用以下方法直线化。
(1) Scott比值法(2) Lineweaver-Burk双倒数法?(3) Scatchard 比值法 (4)Hill对数法 (5)Schil法
应当指出不同方法估算出的KD和Emax有一定的差异，上述不同方法估算的 Emax代入Hill式中，计算KD值也有差异。
五、影响药物与受体作用的因素
药物能否与受体结合，结合后如何产生效应，主要决定于两方面因素：即药物与受体亲和力(affinity)和药物本身的内在活性(intrinsic activity)。药物效应和药物浓度大小符合质量作用定律，可以表述为：［D］＋［R]——[DR]——E。式中［D］为药物浓度，［R］为自由受体浓度，［DR］为药物受体复合物浓度，E为药物效应。
亲和力是指药物与受体的亲和能力，数值为药物与受体作用解离常数的负对数值。亲和力大，药物与受体结合多，反之结合则少。
内在活性是指药物产生最大效应的能力，其值介于0～100%之间。即：若内在活性为零，即使药物与受体结合，也不激动受体产生效应；若内在活性为100%，则使受体产生最大效应(Emax)。
六、激动药与拮抗药根据与受体相互作用的的情况,可将药物分为激动药、拮抗药等类型。
（一）激动药(agonist)
激动药为既有亲和力又有内在活性的药物，它们能与受体结合并激动受体而产生效应。
完全激动药(full agonist)有较强的亲和力和较强的内在活性（α=1）,可产生较强的效应，如吗啡。
部分激动药(partial agonist)有较强的亲和力，但内在活性不强（α<1）。部分激动药只引起较弱的效应，有时还可以对抗激动药的部分效应，即表现部分阻断作用，如喷他佐辛。
反转激动药（inverse agonist）或负性拮抗药(negative antagonist)：引起与原来的激动药相反的生理效应。如苯二氮卓类的ethyl β-carboline 3-carboxylate (β-CCE)可产生与地西泮(diazepam)完全相反的作用，即产生焦虑和惊厥作用。
（二）拮抗药(antagonist)
拮抗药是有较强的亲和力，而无内在活性(α= 0)的药物。
根据拮抗药与受体结合是否有可逆性而将其分为：竞争性拮抗药(competitive antagonists)：能与激动药竞争相同受体，其结合是可逆的。通过增加激动药的剂量与拮抗药竞争结合部位，最终能使量效曲线的最大效应达到原来的高度。当存在不同浓度的竞争性拮抗药时，激动药量效曲线逐渐平行右移，但最大效应不变(图2-6A)。竞争性拮抗药与受体亲和力通常用pA2表示，即pA2值只适用于竞争性拮抗药的大小，反映竞争性拮抗药对相应激动药的拮抗程度。在实验系统中加入拮抗药后，若2倍浓度的激动药所产生的效应恰好等于未加入拮抗药时激动药引起的效应，则所加入拮抗药的摩尔浓度的负对数称为pA2值。
非竞争性拮抗药(noncompetitive antagonists)：拮抗药与受体结合是相对不可逆的，它能引起受体构型的改变，从而干扰激动药与受体的正常结合，而激动药不能竞争性对抗这种干扰，因此，增大激动药的剂量也不能使量效曲线的最大作用强度达到原来的水平。随着此类拮抗药剂量的增加，激动药量效曲线逐渐下移。pD2'是非竞争拮抗剂的亲和力参数，又称减活指数，是指使激动剂的最大效应降低一半时，非竞争拮抗剂克分子浓度的负对数。
七、跨膜信息传递与细胞内信使生物信息的特征：1）级联反应；2）网络结构；3）多样性；4）可逆性?
（一）根据跨膜信息传递机制对受体的分类
1．G蛋白偶联受体配体通过G蛋白偶联受体将配体带来的信号通过第二信使环磷酸腺苷（cAMP）、肌醇三磷酸(inositol-1,4,5,-triphosphate)、二酰甘油（diacelglycerol，DG）以及Ca2+传导至效应器，产生生物效应。
G蛋白偶联受体有共同的基本结构，可分为四种主要类型，即兴奋型G蛋白（Gs）,抑制型G蛋白(Gi),转导素(transducin,Gt)及Go。由α、β、γ三种亚基组成的三聚体，激活时分解为α亚基与βγ二聚体。α亚基与鸟苷二磷酸（GDP）结合并与配体受体复合物偶合，继之可使GDP被鸟苷三磷酸（GTP）置换成α-GTP复合物，从与受体结合中释放出来、并与反应体分子相互作用。α亚基本身有GTP酶活性，使与α结合的GTP水解，又成为GDP,恢复βγα-GTP状态而进入循环。
2．配体门控离子通道受体离子通道按生理功能分类，可分为配体门控离子通道及电压门控离子通道。
配体门控离子通道受体（ligand gated ion channel receptor）由配体结合部位与离子通道两部分构成，当其与配体结合后，受体变构使通道开放或关闭，改变细胞膜离子流动状态，从而传递信息。
3．酪氨酸激酶受体胰岛素及一些生长因子的受体本身具有酪氨酸蛋白激酶的活性,称为酪氨酸激酶受体（tyrosine kinase receptor）。这些受体都是跨膜糖蛋白，胞外部分构成结合域以结合配体，中间有20多个疏水氨基酸构成的跨膜段，胞内有可被磷酸化的酪氨酸残基。如胰岛素受体或生长因子受体
4．细胞核激素受体亲脂性的激素，如甾体激素、甲状腺素、维甲酸(retinoic acid)、维生素A、维生素D等在细胞核内有相应的受体，称为细胞核激素受体(cell nuclear hormone receptor)。所形成的激素受体复合物，在细胞核中产生作用。细胞核激素受体本质上属于转录因子（transcript factor）,激素则是这种转录因子的调控物。
5．细胞因子受体细胞因子包括白细胞介素（interleukins）、红细胞生成素（erythropoietin〕等在体内的受体称为细胞因子受体(cytokine receptor)。
6．其它酶类受体鸟苷酸环化酶（guanylate cyclase）也被认为是一受体系统，存在两类鸟苷酸环化酶，一类为膜结合酶，另一类存在于胞浆中。
（二）细胞内信号传导：从下图进行分析，从分子生物学角度看，细胞信息传递是以一系列蛋白质的构型和功能改变，引发瀑布式级联反应的过程。
第一信使系指细胞外信使物质。大多数第一信使不进入细胞，而是与靶细胞膜表面的特异受体结合，进而改变受体的构象。激活的受体能引起细胞某些生物学特性的改变，如膜对某些离子通透性及膜上某些酶活性的变化等，从而调节细胞功能。
第二信使为第一信使作用于靶细胞后刺激胞浆内产生的信息分子，是胞外信息与细胞内效应之间必不可少的中介物。
第三信使是指负责细胞核内外信息传递的物质，包括生长因子、转化因子等。它们传导蛋白以及某些癌基因产物，参与基因调控，细胞增殖和分化，以及肿瘤的形成等过程。
（三）受体与细胞内信息传导系统
众多种类的受体与细胞内信使，受体与效应器之间存在着复杂的调节机制。
内容要点
1,药物的基本作用
(1) 治疗作用是符合用药目的或能达到防治疾病目的的作用。消除疾病产生原因的治疗称对因治疗。消除或改善疾病症状的治疗称对症治疗。
(2) 不良反应是不符合用药目的，甚至给病人带来痛苦的作用。包括：副作用、毒性作用、后遗效应、变态反应。在治疗剂量下出现的与用药目的无关的作用称副作用，是由药物作用的选择性低引起的反应；剂量过大或长期用药体内蓄积过多发生的危害性反应称毒性反应，一般比较严重，但可以预知和避免；停药后血药浓度已降低至阈浓度以下时残存的药理效应称后遗效应；机体受药物刺激后所发生的异常免疫反应称变态反应，反应性质与药物原有效应无关，与剂量也无关，难以预料。
2.药物的安全性药物的安全性常以治疗指数和安全范围表示。半数致死量(LD50)与半数有效量(ED50)的比值为治疗指数(TI)。安全范围是最小有效量和最小中毒量之间的剂量。
3.药物作用机制从细胞功能方面研究药物作用机制有以下几个方面：①理化反应；②参与或干扰细胞代谢；③影响生理物质的转运；④对酶的促进或抑制；⑤作用于细胞膜的离子通道；⑥影响核酸代谢；⑦影响免疫机制；⑧与受体结合引发的作用等。
4.药物与受体受体是细胞在进化过程中形成的细胞蛋白组分，能识别周围环境中的某些物质，并与之结合，通过中介的信息传导与放大系统触发生理反应或药理效应。细胞受体必须与配体结合后才能引起生理效应。能与受体特异性结合的物质(如神经递质、激素、自体活性物质或药物)称配体。药物(配体)与受体结合产生效应的强度与药物-受体相对结合量成比例。药物与受体结合产生效应的强弱，取决于药物与受体的亲和力和内在活性(效应力)。
根据药物与受体有无亲和力和内在活性，药物又可分为激动剂、部分激动剂和拮抗剂。与受体有亲和力，又有强的内在活性的药物称激动剂；与受体有亲和力，有较弱的内在活性的药物称部分激动剂；与受体有亲和力，而无内在活性的药物称拮抗剂。拮抗剂又分为竞争性拮抗剂和非竞争性拮抗剂。
讲授的专业英语词汇效应(effect)、对因治疗(etiological treatment)、对症治疗(symptomatic treatment)、替代治疗(replacement therapy)、不良反应(adverse reaction)、副作用（side effect）、毒性作用（toxic reaction）、致癌(carcinogenesis)、致畸胎(teratogenesis)、致突变(mutagenesis)、后遗效应(residual effect)、停药反应 (withdrawal reaction)、变态反应(allergic reaction)、特异质反应(idiosyncrasy)
剂量-效应关系(dose-response relationship)、量反应 (graded response)、质反应(all-or-none response，quantal response)、最大效应(maximal efficacy)、ED50半数效量、最小有效剂量(minimal effective dose)、最大效应剂量（maximal effective dose）、效应强度(又称效价，potency)、最大效能 (maximal efficacy)、治疗指数(therapeutic index)、安全范围(margin of safety)
受体（receptor）、配体（ligand）、受体激动药（agonist）、阻断药（antagonist）、竞争性阻断药(competitive antagonist)、非竞争性阻断药(noncompetitive antagonist)、前药（prodrug）、细胞内受体(intracellular receptor)、配体调节的跨膜酶受体(ligand-regulated transmembrane enzyme receptor)、细胞因子受体(cytokine receptor)、离子通道的受体（ligand gated ion channel receptor）、G-蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor）
思考题什么是药物作用、药理效应？药理效应选择性与药物作用特异性的关系？
药理效应与疗效、副作用之间的关系？
从药物的量-效曲线可获得哪些重要信息？
治疗指数和安全范围的内涵？
反映激动药内在活性和亲和力的参数？
pD2和pA2值的含义？
用图象描述高、低浓度的竞争性拮抗药、非竞争性拮抗药、部分激动药对激动药量效曲线的影响。
用二态模型学说解释激动药、拮抗药、部分激动药。
医学院 教案首页课程名称 药理学 任课教师 李瑞芳
第 2 章 药物代谢动力学 计划学时 3
教学目的和要求：
1．掌握药代动力学基本参数的药理学意义。掌握首关消除概念及细胞膜两侧pH对药物吸收和分布的影响。
2．熟悉药物的体内的过程，药物消除动力学规律，时量曲线及多次给药的血药浓度变化
3．了解药物跨膜转运方式。
教学基本内容：
1．药物的体内过程，药物吸收,转运的基本规律。离子障,给药途径、首关消除、药物的分布,和血浆蛋白结合、再分布、血脑屏障、胎盘屏障。生物转化,生物转化类型,肝微粒体酶，酶诱导和抑制对药物作用的影响。
2．药物排泄及影响因素,肝肠循环，时量关系，峰值浓度,达峰时间,曲线下面积，生物利用度,药物消除动力学规律,零级动力学和一级动力学概念和参数,消除速率常数、药物消除半衰期、清除率、肝提取率、灌注限制性清除和能力限制性清除，表观分布容积。
3．连续多次用药的血药浓度变化规律，稳态血药浓度、血药浓度达到稳态浓度时间、负荷剂量和维持剂量。药动学参数之间的关系,房室概念。
教学重点和难点：
重点：药物代谢动力学的基本规律，药动学基本概念及意义，各种基本参数及其意义。
难点：零级动力学和一级动力学参数，药动学参数的计算和意义。
授课方式、方法和手段：
授课方式：讲授式＋启发式。
方法和手段：画图、板书及多媒体课件。
第一节：药物的体内过程从药物进入机体至排出体外的过程称药物的体内过程，也称人体对药物的处置（disposition）过程。它包括药物在体内的吸收、分布、生物转化和排泄。其中，吸收、分布与排泄统称机体对药物的转运，生物转化又称药物转化。
一、药物通过生物膜的转运药物在体内的转运与转化都要通过具有复杂分子结构与生理功能的生物膜（包括细胞膜及各种细胞器的亚细胞膜），药物通过生物膜的能力主要决定于药物的脂溶性、解离度及分子量，其转运机制可分为被动转运（passive transport）和载体转运（carrier transport）两大类。
（一） 被动转运
被动转运又名“下山”或顺流转运，它是指药物依赖于膜两侧的浓度差从高浓度一侧通过物理扩散过程经生物膜向低浓度一侧的转运过程。该过程不消耗细胞能量、无饱和现象、不被其他转运物质所抑制。被动转运包括滤过和简单扩散。
1,滤过 （filtration）是指药物通过亲水膜孔的转运。
2,简单扩散
简单扩散（simple diffusion）又称被动扩散，是药物转运的一种最常见、最重要的形式。简单扩散的速度主要决定于膜两侧的药物浓度梯度以及药物的脂溶性。脂溶性越大（油水分布系数越大）、浓度梯度越高，扩散就越快。
多数药物是弱酸或弱碱，在体内以解离和非解离两种形式存在。药物解离度受其pKa值及所在溶液的pH值。根据离子障的原理（非离子型药物易于通过生物膜，而离子型药物则被限制在膜的一侧），其关系可用Handerson-Hasselbalch氏方程式表示。
当pH=pKa时，则[HA]=[A-]，[B]=[BH+]，即pKa值——是弱酸性或弱碱性药物在50%解离时溶液的pH值。通常，pH值较高（碱化），酸性药物解离多，碱性药物解离少。pH值较低（酸化），酸性药物解离少，碱性药物解离多。每个药物都有固定的pKa值。从一般规律来看，弱酸性药物 pKa值越低，酸性越强，弱碱性药物的pKa值越高，则碱性越强。注意：pKa值不是药物自身的pH值。
应指出，极弱的弱酸性药物（如异戊巴比妥，pKa=7.9）或极弱的弱碱性药物（如地西泮，pKa=3.3）在机体生理性pH值范围内基本上是非解离的，其扩散较快，pH值变化对其影响不大；较强的弱酸性药物（如色甘酸钠，pKa=2.0）或较强的弱碱性药物（如胍乙啶，pKa=11.4）在生理性pH值范围内基本上是解离的，其扩散困难，pH值变化对其影响也不大。
（二）载体转运载体转运是指细胞膜上的载体与药物结合，并载运它到膜另一侧的过程。包括主动转运（active transport）与易化扩散（facilitated diffusion）。
1,主动转运
主动转运又称“上山”或逆流转运。它的特点是：①逆浓度梯度或逆电化学梯度透过细胞膜；②细胞膜的载体对药物有特异的选择性；③消耗细胞能量；④竞争性抑制；⑤转运过程有饱和现象
2,易化扩散
易化扩散与主动转运有相似之处，如有饱和现象，也受代谢抑制物的影响等，但不同的是易化扩散不能逆浓度梯度移动，也不耗能。此外，还有一些物质如某些大分子及重金属等可通过胞饮（pinocytosis）或入胞（endocytosis）的形式而被转运。
二、吸收吸收（absorption）是指药物从给药部位进入血液循环的过程。应注意药物吸收的速度和程度。药物的吸收速度能影响药物产生作用的快慢，而药物的吸收程度可影响其作用的强弱。根据给药方法与吸收部位不同，可将其分为经消化道内吸收与消化道外吸收。
（一）消化道内吸收
1,从口腔吸收
片剂舌下（sublingual）给药，药物溶解后通过简单扩散可从口腔粘膜吸收。口腔粘膜吸收面积虽小，但它有丰富的血管，故吸收迅速，如高脂溶性的硝酸甘油舌下给药。由于经口腔粘膜吸收的药物不经过门静脉，故可避免首关效应。
2,从胃肠道吸收
口服（per os）是最常用最安全的给药方式。口服后药物自胃肠道吸收的主要方式是简单扩散。
(1) 从胃吸收 弱酸性药物在酸性胃内容中多不解离，因而可在胃内吸收。
(2) 从小肠吸收 小肠是口服给药的重要吸收部位。
(3) 从直肠吸收 栓剂或溶液剂直肠给药（per recutum）时，药物可从直肠吸收。直肠的吸收面积虽小，但血液供应充足，药物吸收很快，药物的首关效应较少。
（二）影响药物从消化道内吸收的主要因素
1,物理化学因素
2,生物学因素
(1) 胃肠pH (2) 胃排空速度和肠蠕动 (3) 胃肠食物及其他内容物
3,首关效应---应重点掌握此概念
首关效应又称首关消除（first-pass elimination）或首关代谢（first-pass metabolism），它是指某些药物首次通过肠壁或经门静脉进入肝脏时被其中的酶所代谢致使进入体循环药量减少的一种现象。
（三）消化道外吸收
1,从注射部位吸收
静脉注射（intravenous injection，iv）、静脉滴注（intravenous infusion）、皮下注射（subcutenous injection，sc）、肌内注射（intramuscular injection，im）、动脉注射（intraarterial，ia）
2,从皮肤粘膜吸收
3,从鼻粘膜、支气管或肺泡吸收
三,分布分布（distribution）是指吸收入血的药物随血流转运至组织器官的过程。大部分药物的分布过程属于被动转运，少数为主动转运。药物的分布速率主要取决于药物的理化性质、各器官组织的血流量与对药物的通透性，以及药物在组织与血浆的分配比。
（一）药物在血液中的分布
1,与血细胞结合某些药物可与红细胞结合，例如，氯酞酮在红细胞与血浆的分配比为20:1。阿的平在白细胞的浓度高于血浆浓度100倍。5-羟色胺可在血小板浓集。
2,与血浆蛋白结合
1）游离型药物与结合型药物经常处在平衡状态之中2）结合型药物不能通过细胞膜，仅游离型才能通过。3）结合型药物不能透入脑脊液。4）药物与血浆蛋白结合也限制药物从肾小球滤过。5）结合型药物常失去药理活性。仅游离型药物才有药理活性。
（二）药物在血液与组织间的分布
药物在血液与组织器官间的分布是不均匀的，它受许多复杂因素的影响。除药物与血浆蛋白结合外，还有下述影响因素。
1,体液pH （结合前面所述pKa值的概念讲解）
在生理情况下细胞内液pH为7.0，细胞外液及血浆为7.4。由于弱酸性药物在细胞外液解离型药物多，不易进入细胞内，因此，它们在细胞外液的浓度高于细胞内液。提升血液pH值可使弱酸性药物向细胞外转运，降低血液pH值则使其向细胞内浓集。在临床上给予碳酸氢钠使血及尿液碱化能促进巴比妥类弱酸由脑细胞向血浆转运，并促进它从尿排出，因而可以解救巴比妥类药物的中毒。
2,器官血流量与膜的通透性
3,组织细胞结合
4,体内屏障
(1) 血脑屏障
(2) 胎盘屏障
四,生物转化生物转化（biotransformation）又称代谢或药物转化，是指药物在体内发生的化学结构改变。其意义在于：①原形药经生物转化生成的代谢物水溶性增强，易从肾及胆汁排出；②多数药物经生物转化后活性降低,即从活性药物变成无活性的代谢物，可称灭活（inactivation）；③某些无活性药物或前体药物（prodrugs）经生物转化后形成活性代谢物，可称活化（activation）；也有的活性药物转化成仍具有活性的代谢物，但与母药相比，它们的作用或体内过程可能发生不同程度地改变；④有些药物等外源性化合物（xenobiotics）经生物转化后可形成具有高度化学反应性的毒性代谢物（toxic chemically reactive metabolites）
生物转化的部位及其催化酶 生物转化的主要部位是肝脏。生物转化可由肝微粒体细胞色素P450酶系及非微粒体酶系催化，其中最重要的是肝微粒体细胞色素P450酶系，简称“肝药酶”。细胞色素P450（cytochrome P450,CYP）酶系是一个基因超家族（superfamily），根据基因编码的蛋白质的氨基酸序列的相似程度，可将其划分为不同的基因家族（family）和亚家族（subfamily）。CYP基因超家族的命名是以英文字根CYP开头，后面的阿拉伯字母表示基因家族，如CYP2，其后的大写英文字母表示亚家族，如CYP2D，最后的阿拉伯字母表示某个CYP酶的基因号码，如CYP2D6。生物转化有明显的种属差异、种族差异和个体差异。造成生物转化差异性的重要原因是遗传因素、环境因素以及生理病理状态。
(1) 酶的诱导 某些化学物质能提高肝微粒体药物代谢酶的活性，增加自身或其他药物的代谢速率，此现象称酶的诱导（enzyme induction）。具有酶诱导作用的化学物质称酶的诱导剂（enzyme inducing agent）。例如苯巴比妥是典型的酶诱导剂，它能提高CYP2C9及CYP2C19几个同工酶的催化能力。
(2) 酶的抑制 某些化学物质能抑制肝微粒体药物代谢酶的活性，减慢其他药物的代谢速率，此现象称酶的抑制（enzyme inhibition）。具有酶抑制作用的化学物质称酶的抑制剂（enzyme inhibitory agent）。通常，酶的抑制剂对CYP酶的抑制作用也有一定的特异性。表3-4列举了一些在临床上常见的抑制剂以及受其抑制的CYP酶。例如中介于CYP3A4代谢的红霉素能竞争性抑制其底物华法林、卡马西平、环孢素及咪达唑仑的代谢，使它们作用增强，甚至可致中毒水平。
五、排泄排泄（excretion）是指体内药物或其代谢物排出体外的过程，它与生物转化统称为药物消除（elimination）。肾脏是大多数药物排泄的重要器官，经胆汁排泄也较重要，某些药物也可从肺、乳腺、唾液腺或汗腺排出。
（一）肾脏排泄
（二）胆汁排泄
由胆汁排入十二指肠的药物可由小肠上皮吸收，并经肝脏重新进入全身循环，这种小肠、肝脏、胆汁间的循环称为肠肝循环（enterohepatic circulation）。肠肝循环的临床意义视药物的胆汁排出量而定。药物从胆汁排出量多，肠肝循环能延长药物的作用时间，如洋地黄毒苷。洋地黄毒苷中毒时，服用消胆胺可在肠道中与其结合，能切断肠肝循环而加速其排泄。
（三）乳汁排泄
（四）其他途径排泄
第二节：体内药量变化的时间过程一、时量关系及时量曲线时量关系（time-concentration relationship）是指血浆药物浓度（C）随时间（t）的改变而发生变化的规律。以血浆药物浓度为纵坐标，以时间为横坐标作图，即为时量曲线（time-concentration curve）。时量曲线亦称药-时曲线或C-t曲线。
当单次血管外给予一室模型药物后，其时量曲线可区分为升段、峰值与降段。
曲线升段主要反映吸收过程，其坡度反映该过程的速度。坡度越陡，则吸收越快。曲线的峰值（或称峰浓度，peak concentration,Cmax）是指给药后所达到的最高血药浓度，它反映吸收速度与消除速度相等。从给药后至峰值的时间称为达峰时间（peak time,tmax），它反映药物的吸收速度。曲线的降段主要反映药物的消除过程，其坡度反映消除过程的速度。坡度陡，则消除快；坡度平，则消除慢。当然，曲线升段时分布与消除过程已经开始，只是吸收超过分布与消除，同样，曲线降段时吸收也未完全停止，只是消除超过吸收。
时量曲线下面积（area under the time-concentration curve,AUC）与吸收后进入体循环的药量成正比例，它反映进入体循环药物的相对量。AUC是血药浓度随时间变化的积分值，可由下式求得：
式中C(t)代表t时的药物浓度，C0 代表零时的药物浓度，t代表时间，ke代表消除速率常数。AUC也可用梯形法求得。AUC的单位是每小时 g/ml，它是计算生物利用度的基础数值。
二、生物利用度生物利用度（bioavailability，F）是指药物从某制剂吸收进入血液循环的相对数量和速度。即血管外给药后能被吸收进入体循环的分数或百分数。生物利用度是评价药物制剂质量的一个重要指标。
生物利用度可区分为绝对生物利用度（“absolute” bioavailability）与相对生物利用度（“relative” bioavailability）。
绝对生物利用度---静脉注射药物的生物利用度是100%，如果把静脉注射（iv）与血管外途径给药（ev）时的AUC值进行比较所得，F = AUCev/AUCiv ×100％，以评价同一种药的不同给药途径的吸收程度。
相对生物利用度---在同一给药途径下对不同制剂进行比较，F= AUC受试制剂/AUC标准制剂 ×100％，以评价不同厂家同一种制剂或同一厂家的不同批号药品间的吸收情况是否相近或等同。
第三节：药物消除动力学药物消除动力学过程（elimination kinetic process）是指进入血中的药物由于分布、生物转化及排泄，使其血药浓度不断衰减的过程。该过程可控制着作用部位的药物浓度，从而影响作用的持续时间及药物效应强度。
一、消除动力学类型按药物自血中的消除速率与血中药物浓度之间的关系，可将药物自血中的消除动力学分为一级动力学、零级动力学以及米氏动力学过程。
（一）一级消除动力学一级消除动力学（first-order elimination kinetics）是指血中药物消除速率（dC/dt）与血中药物浓度的一次方成正比。即血药浓度高，单位时间内消除的药量多，血药浓度降低，药物消除速率也按比例下降，也称为定比消除。描述一级消除动力学的方程式是,
dC/dt =－keC1= －keC
式中C为药物浓度，ke为消除速率常数（elimination rate constant）。
一级动力学又称线性动力学（Linear kinetics）。
一级动力学过程是被动转运的特点。由于多数药物的分布与消除是被动转运，故多数药物自血中的消除属一级动力学消除。除定比消除外，一级消除动力学还有下述特点：
（1）半衰期恒定，与血药浓度高低无关。半衰期（t1/2）是指血浆药物浓度下降一半所需时间，即Ct=1/2C0，将此代入上式，则：
t1/2 = log2 × 2.303/ke = 0.301 × 2.303/ke = 0.693/ke 式中均为恒定常数且与C0无关。
（2）停药后约经5个t1/2药物从体内基本消除完了，按相同剂量相同间隔时间给药，约经5个t1/2达到稳态浓度。
（3）时量曲线下面积与所给予的单一剂量成正比。
（二）零级消除动力学零级消除动力学（zero-order elimination kinetics）是指血中药物消除速率与血中药物浓度的零级方成正比。即血药浓度按恒定消除速度（单位时间消除的药量）进行消除，与血药浓度无关，也称定量消除。描述零级消除动力学的方程式是,
dC/dt = －k0C = －k0 式中k0为零级消除速率常数，单位是药量/时间。将上式积分：Ct = C0－k0t
零级动力学过程是主动转运的特点。有少数药物的分布与消除过程需一些载体或酶系统参与，当体内药量过大，超过其负荷能力，则可成为零级消除动力学。
零级消除动力学还有下述特点：
（1）定量消除
（2） t1/2不恒定，它与初始血药浓度（给药量）有关，剂量越大，t1/2越长。这是因为将Ct/C0=1/2代入上式，t1/2C0=C0－k0t1/2，则t1/2=0.5C0/k0。
（3） 时量曲线下面积与给药剂量不成正比，剂量增加其面积可以超比例增加。
（三）米氏消除动力学米氏消除动力学（Michaelis-Menten elimination kinetics）是包括零级和一级消除动力学在内的混合型消除过程。该消除过程在高浓度时为零级过程，而在低浓度时为一级过程。
二、药代动力学参数的计算及意义
（一） 半衰期半衰期（half-life, t1/2）通常是指血浆消除半衰期，它是指药物在体内分布达到平衡状态后血浆药物浓度降低一半所需的时间，是表述药物在体内消除快慢的重要参数（parameter）。对于一级消除动力学药物，不论给药量多少，其t1/2是一个常数，它可用ke计算。
t1/2= 0.693/ke
了解t1/2有助于设计最佳给药间隔、预计停药后药物从体内消除的时间以及预计连续给药后达到稳态血药浓度的时间（见一级消除动力学）。一次用药后经过4~6个半衰期，体内药量消除93.5%~98.4%；每隔1个半衰期用药一次，经过4~6个半衰期，体内药量可达稳态水平的93.5%~98.4%。肝肾功能不良者，半衰期将改变。
（二） 表观分布容积
表观分布容积（apparent volume of distribution,Vd）是指体内药物总量待平衡后，按测得的血浆药物浓度计算时所需的体液总容积。Vd可用L/kg体重表示。
Vd=给药量*生物利用度/血浆药物浓度
Vd是一个假想的容积，它不代表体内具体的生理性容积。但从Vd可以反映药物分布的广泛程度或与组织中大分子的结合程度。
Vd≈5L? 表示药物大部分分布于血浆
Vd≈10~20L? 表示药物分布于全身体液
Vd>40L? 表示药物分布于组织器官
Vd >100L? 表示药物集中分布至某个组织器官或大范围组织内
Vd越小，药物排泄越快，在体内存留时间越短；分布容积越大，药物排泄越慢，在体内存留时间越长。
（三）总体清除率
总体清除率（total body clearance,TBCL）又称血浆清除率（plasma clearance，CL），是机体消除药物速率的另一种表示方法。它是指体内诸消除器官在单位时间内清除药物的血浆容积，是肝、肾以及其他消除途径清除率的总合。其计算式为：TBCL = Vd·ke 或TBCL = A/AUC
式中Vd为表观分布容积，ke为消除速率常数，A为体内药量，AUC为时量曲线下面积。CL是以L/小时或L/kg体重/小时表示。
三、房室模型为了定量地分析药物在体内的动力学过程，常将身体视为一个系统，系统内部按动力学特点分为若干房室（compartments），房室是一个假想的空间，它的划分主要取决于药物在体内的转运速率。转运速率与房室数常用半对数纸作图的C-t曲线来判断。若C-t曲线呈直线，即血药浓度的衰减速率始终一致，则为一室模型；若C-t曲线不是直线，而是由几个不同斜率的线段组成，则可能为二室模型或多室模型。
（一）一室模型
一室模型（one-compartment model） 假定身体由一个房室组成。药物进入全身循环后迅速分布到机体各部位，并瞬即达到动态平衡。血浆药物浓度变化能成比例地定量反映组织内浓度变化。
（二）二室模型
二室模型（two-compartment model）假定身体由两个房室组成，分别称中央室（central compartment）与周边室（peripheral compartment）。药物首先进入中央室并在该室瞬间均匀地分布，而后才缓慢地分布到周边室（图3-5b）(PPT0305B)。一般认为，中央室包括血液、细胞外液以及血流丰富的组织如肝、肾、心、肺等；周边室则包括血流灌注比较贫乏的组织，如肌肉、皮肤、脂肪等。大多数药物属二室模型药物。
房室模型的选择主要取决于药物与实验设计的精确性。
四、多次给药临床用药常需多次给药，其目的是为了使药物达到并维持有效血药水平。在一级动力学药物中，若按固定间隔时间给予固定药物剂量，在每次给药时体内总有前次给药的存留量，多次给药形成不断蓄积，随着给药次数的增加，体内总药量的蓄积逐渐减慢，直至在剂量间隔内药物的消除量等于给药剂量，从而达到平衡，这时的血药浓度称为稳态血药浓度或稳态浓度（steady-state concentration,Css），也称坪水平（plateau level）或靶浓度（target concentration）。静脉滴注时Css是一平滑的曲线，而在多次静脉注射或血管外给药时Css是一个“篱巴”型的血浆药物浓度曲线，它在最高稳态浓度（稳态峰浓度，Css,max）和最低稳态浓度（稳态谷浓度，Css,min）之间波动（图3-7）(PPT0307)。多次给药的Css可用下列公式描述：
Css/CL＝ RE/CL ＝ RA/CL ＝ Dm/KeVd ＝ Dm/Vd? ＝ 1.44Dm t1/2
式中RE为消除速度（单位时间消除的药量），RA为给药速度（单位时间给予的药量），Dm为维持剂量（maintenance dose），τ为给药间隔时间。从上式可见，Css与给药的维持量成正比，与给药间隔时间成反比。即剂量大，Css高，剂量小，Css低，给药间隔时间缩短能提高Css，并使其波动减少。达稳态浓度的时间，仅决定于药物的t1/2，与剂量、给药间隔时间以及给药途径无关。从临床用药角度，通常认为在给药5个t1/2后，可视为达到Css。如果实际测得的Css过高或过低，可以按已测得的Css与希望达到的Css比值进行给药速度（RA）的调整，即：
Css(已测得的)/Css(希望的) ＝ RA（已用的）/RA（将调整的）
但从调整给药速度（剂量）时开始需再经过5个t1/2方能达到希望的Css。
当预先选好稳态峰、谷浓度，上式也可计算静脉注射的剂量。
在病情危重希望在第一次给药后即刻达到稳态浓度时，可用给予负荷剂量（loading dose,DL）的方法，其计算式为：
DL＝Css·Vd＝ RAke ＝ RA/(0.693/t1/2)? ＝1.44·t1/2·RA
式中DL为负荷剂量，RA为给药速度。可见，将第一个t1/2内静脉滴注剂量的1.44倍在静脉滴注开始时一次推注静脉内即可立即达到并维持Css。已知，在多次恒速给药达到Css时，体内药量（Ass）是维持剂量与体内上一剂量残余药量的和，即
Ass＝Dm＋Ass·e－ke t ,DL＝Ass ＝ Dm/(1－e－ke t)
当给药间隔时间 ＝t1/2时，则：
DL＝ Dm/(1－e－0.693) ＝ Dm/0.5 ＝2Dm
可见，每隔一个t1/2给一次药时，采用首剂加倍剂量的负荷量，可使血药浓度迅速达到Css。
内容要点
1.药物体内过程(吸收、分布、代谢和排泄)
(1)药物在体内的转运药物的转运过程要通过各种脂溶性的生物膜，药物的跨膜转运有多种形式：①被动转运，即药物从高浓度一侧向低浓度对侧的顺浓度差转运，不需载体，不耗能，无饱和现象及无竞争抑制现象；②主动转运，即药物从低浓度一侧转运到较高侧的逆浓度差转运，需载体，耗能，有饱和现象及竞争抑制现象；③易化扩散，即需载体参与的顺浓度差转运，不耗能，但有饱和现象及竞争抑制现象；④膜动转运又称胞饮作用，由生物膜主动变形而将某些物质摄入细胞内或从细胞内释放到细胞外。体内多数药物的转运过程属被动转运。
(2)吸收是指药物从用药部位进入血液循环的过程。药物吸收速率、程度与药物理化性质、给药途径、吸收环境及因素有关。口服给药主要在小肠吸收，胃排空和肠蠕动的快慢对药物的起效时间、持续时间和药效强弱均有影响，改变胃肠pH可促进或抑制药物的吸收。口服药物在胃肠道吸收后经门静脉进入肝脏即被代谢灭活，使进入体循环的药量明显减少，称为首过效应。
(3)分布是指药物从血液向组织器官转运的过程。影响分布的因素：①血浆蛋白结合率，结合型药物不能跨膜转运，暂时失活，只有游离药物才能转运到作用部位呈现生物效应；②组织血流量，吸收的药物首先向血流量大的器官分布；③与组织成分结合，可使药物的分布具有一定的选择性；④体液pH，生理情况下细胞内液pH略低于细胞外液，弱碱性药物在细胞内浓度较高，弱酸性药物在细胞外浓度略高，改变细胞外液pH可影响药物的排泄速度；⑤特殊屏障，主要有血-脑屏障及胎盘屏障。
(4)生物转化是指药物在体内发生的化学变化，又称代谢。大多数药物代谢主要由肝药酶参与，肝药酶具有活性有限、个体差异大、易受药物的诱导和抑制的特点。能提高肝药酶活性的药物称为肝药酶诱导剂，抑制肝药酶活性的药物称为肝药酶抑制剂。
(5)排泄是指药物从体内排泄出体外的过程。肾是药物排泄的主要器官。经肾排泄的药物在肾小管可被重吸收，使药物作用时间延长。改变尿液pH，可影响肾小管对药物的重吸收。药物或代谢物随胆汁入肠腔后，有些药物可在小肠重吸收返回肝脏，形成肝肠循环，而使药物消除缓慢，作用时间延长。此外，一些弱碱性药物可自乳汁排泄，应注意对乳儿的影响。
2.药动学的基本参数及其意义
(1)药-时曲线给药后体内药物浓度可随时间发生变化，药-时曲线可随给药途径、剂量及不同个体中分布消除情况的差异而变化。
(2)房室模型单室模型是假定机体由一个房室组成，给药后药物在机体各组织内迅速均一地分布。二室模型假定机体由血流量丰富的中央室和血流量较少的周边室组成。药物首先进入中央室，然后再由中央室进入周边室。
(3)生物利用度(F)是指药物被吸收进入全身血液循环的程度，是反映药物制剂质量的一个重要指标。
(4)表现分布容积(Vd)是假定机体内各组织、体液中药物浓度与血药浓度相等时药物分布所需的容积，由Vd值可推测药物在体内分布状况。
(5)药物消除动力学药物消除等于药物代谢和排泄的总和。单位时间内药物消除量与现存量之间的比值称为消除速率常数(K)，单位时间内机体消除药物的Vd称消除率(CL)。零级动力学消除是指单位时间内消除恒定数量的药物，一般见于体内药量过多时。一级动力学消除是指单位时间内消除恒定比例的药量，绝大多数药物在机体内按一级动力学消除。
(6)血浆半衰期(t1/2)是指血浆药物浓度下降一半所需的时间。多数药物按一级动力学消除，故t1/2是一恒定值。临床上可依t1/2确定给药时间间隔。
(7)连续多次给药的血药浓度变化定时定量反复多次给药经4～5个t1/2后可达稳态血药浓度(Css)，又称坪浓度。停止给药后经过5个t1/2，体内药物基本消除。首次剂量加倍可很快达到Css，每日给药总量加倍时，Css也提高1倍。
讲授的专业英语词汇药动学Pharmacokinetics、吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)、排泄(excretion)、一级消除动力学(first order elimination kinetics)、零级消除动力学(zero order elimination kinetics)被动转运(passive transport)、主动转运(active transport)、首过消除( first pass elimination)、肝肠循环(hepato-enteral circulation)、一室模型(one compartment model )、二室模型(two compartment model )表观分布容积（apparent volume of distribution）、清除率 (clearance,CL)、消除半衰期（t1/2）、生物利用度(bioavailability)、治疗窗（therapeutic window）、稳态血药浓度Css（steady state concentration）、负荷剂量 (loading dose,DL)、维持剂量（maintenance dose）
思考题
1 什么是pKa值？
2 生物利用度的含义？绝对生物利用度和相对生物利用度的计算公式和用途？什么是首关消除？有何意义？
3 药物零级消除动力学有何特点？如何计算t1/2?
4 药物按一级消除动力学有何特点？如何计算t1/2?
5 用公式表达血浆清除率、表观分布容积。
6 连续恒速给药，根据需要怎样调整给药速度？
7 在病情危重时需立即达到有效血浓时，怎样计算负荷剂量？
医学院 教案首页课程名称 药理学 任课教师 李瑞芳
第 4 章 影响药物效应的因素和合理用药的原则 计划学时 1
教学目的和要求：
1． 熟悉影响药物作用的各种因素。
2． 了解合理用药原则。
教学基本内容：
影响药物效应的因素合理用药原则
教学重点和难点：
重点：影响药物效应的各种因素。
难点：合理用药的原则。
授课方式、方法和手段：
授课方式：讲授式＋启发式。
方法和手段：画图、板书及多媒体课件。
第一节：药物方面的因素
（一）理化性质与药物的化学结构的影响。
（二）药物剂型的影响缓释剂（slow release formulation）和控释剂（controlled release formulation），前者的药物按一级速率（一级动力学）缓慢释放，能较长时间维持血药浓度在有效范围内。控释剂则按零级速率释放药物，使血药浓度较稳定地处于有效水平上。有的缓释剂以缓慢释放为主，称为延迟释放剂（extended release formulation）；有的将不同释放速率的药物组合在一起，达到快速生效和长期维持药效的效果，称为持续释放剂（sustained release formulation）。实际上，很难在体内明确鉴别后二种剂型持效时间的差异，因此二者名称的应用也不够严格。钙拮抗药硝苯地平的普通片剂治疗高血压需每日三次给药，其控释片仅需每日一次，不仅服用方便，疗效增高，而且减少不良反应，实是治疗上的一大改进。
（三）给药方法
1、给药剂量。
2、给药途径。
3、给药时间与间隔。
4、长期或反复用药。
（1）耐受性（tolerance）。在长期用药过程中，药物效应会逐渐减弱，需加大剂量才能取得原来强度的效应，此即耐受性。用药后很短时期内就发生的耐受性，又称快速耐受性（tachyphylaxis），停药后药效容易恢复，如麻黄碱、硝酸甘油所引起的。若在较久用药时间后发生的，就称慢速耐受性，如苯巴比妥所引起的。
耐受性的发生有二种因素，即药效学耐受性和药动学耐受性。前者由机体调节功能改变所致，有受体下调（数量减少），酶活性饱和，作用底物耗竭等；药动学耐受性由吸收减少，转运减慢，消除加快，特别是肝药酶CYP450被诱导而活性加强所致。
（2）耐药性（resistance）。在化学治疗过程中，病原体对药物（抗菌药）的敏感性降低称为耐药性，由病原体基因发生变异所致。此时需加大抗菌药剂量才能有效，甚至该药已无效而需改用其他抗菌药。临床用药时，要注意耐药性的发生和传播。此外，病原体对抗菌药物也可发生交叉耐药性。
（3）药物依赖性（drug dependence）。是麻醉药品（多为成瘾性药物，非指全身或局部麻醉药）或精神药品所具有的严重不良反应，分为精神依赖性和身体依赖性二类。
精神依赖性是反复应用麻醉药品或精神药品后所产生的欣快、满足、舒适、安乐等感受，促使应用者产生渴求连续用药的欲望和不择手段的“觅药行为”，在中断用药后，仅感主观心理上不适而并不引起戒断症状，可卡因、印度大麻等可引起精神依赖性。
身体依赖性是连续应用上述两类药品后，机体所发生的一种适应状态，此时机体需有足量该两类药品的支持，方能处于正常功能状态。一旦停药，机体的生理功能就会紊乱，并出现戒断症状。吗啡、哌替啶及多数麻醉药品除引起精神依赖外，还引起身体依赖性。
药物依赖性危害较大，已成为严重社会问题。我国政府已颁布《麻醉药品管理办法》和《精神药品管理办法》。医务人员、药学专业技术人员需按两个《管理办法》对此类药品严加管理、严格控制、严禁滥用，以达合理使用的目的。
（四）联合用药和药物相互作用临床上为了达到满意疗效常采取两种或多种药物同时或先后应用，这就是联合用药。联合用药可以提高疗效，对治疗有利，如治疗高血压病、结核病。另一方面联合用药也会增加不良反应的发生率，造成不利。一般，两种或多种药物合用，将发生相互影响，且在体内体外都会发生。
药物在体外发生相互影响主要是配伍禁忌（incompatibility）。这是指将药物混合在一起所发生的物理或化学反应，常见于静脉滴注时的联合用药，如氨基苷类抗生素与β内酰胺类抗生素合用时，二者不可在同一针管或同一溶液中混合，因β内酰胺环可使氨基苷类失去抗菌作用。又如红霉素可放入葡萄糖溶液作静脉滴注而不能混于生理盐水溶液中，否则红霉素将析出结晶而沉淀。因此，在静脉滴注联合用药时，必须注意有无配伍禁忌，应先查阅药物配伍禁忌表。
药物在体内发生相互影响称为相互作用（interaction），发生相互作用的结果有二，或使原有的效应增强，称为协同（synergism），或使原有效应减弱称为拮抗（antagonism）。协同作用中又分为相加（addition）和增强（potentiation），前者指合用的总效应等于单用效应相加之和，后者指合用效应大于单用效应之和。拮抗作用中又分相减（subtraction）和抵消（counteraction），前者指合用时的效应小于单用时的效应，后者指合用时药的效应完全消失。
第二节：机体方面的因素
（一）生理因素
1、年龄
2、性别
3、精神或心理因素。
（二）病理因素各种病理因素（疾病状态）都会对体内各器官系统发生影响，并由此引起药效动力学变化，使药物效应增强或减弱，引起不良反应甚至毒性，也会通过吸收、分布、代谢、排泄等药物代谢动力学变化，使药物效应发生改变。
（三）遗传因素
（四）环境、时间、饮食等外界因素
1．环境因素
2．时间因素近年建立的时间药理学（chronopharmacology）
3．饮食因素
第三节 合理用药原则第一段：明确诊断第二段：分析病情正确选用药物第三段：个体化用药和联合用药第四段：负责的工作态度第五段：实行治疗药物的监察
内容要点影响药物作用的因素主要有两方面。
1.药物方面因素包括药物的剂型、联合用药及药物间的相互作用。2种以上药物联合应用时，效应增强称协同作用，效应减弱称拮抗作用。临床应选用疗效协同而毒性拮抗的药物配伍应用。药物在体外配伍出现理化变化而影响药物疗效或应用后出现毒性反应称配伍禁忌。
2.机体方面因素包括：①小儿特别是新生儿或早产儿，各种生理功能及自身调节功能尚未发育完全，对药物的反应比成年人更敏感。老年人血浆蛋白量较低，体内水分较少，脂肪较多，故药物的血浆蛋白结合率低，水溶性药物分布容积小，而脂溶性药物分布容积大。老年人肝肾功能减退，药物消除率下降。另外老年人对许多药物的反应特别敏感。这些因素都会使同样剂量下老年人反应增强或发生毒性反应。②病理状态也会影响药物的疗效。尤其肝肾功能不全时，药物在肝的生物转化及肾排泄功能发生障碍，消除速率变慢，易发生毒性反应，适当延长给药间隔或减少给药量可解决。③其他：如性别、遗传异常、精神因素等也会影响药物的作用。④机体对药物的反应性：机体对药物的反应性可因人、因时以及用药时间的长短等而异。连续用药后机体对药物的反应性降低，需增加剂量才能恢复原效应，称耐受性。病原体及肿瘤细胞等对化学治疗药物的敏感性降低称耐药性，又称抗药性。短期内反复应用数次后药效降低甚至消失称快速耐受性。长期连续使用某种药物，停药后发生主观不适或出现严重的生理、生化功能紊乱，对机体产生危害，称为成瘾性。
讲授的专业英语词汇控释剂 controlled release formulation
缓释剂slow release formulation
耐受性tolerance
耐药性 resistance
药物依赖性 drug dependence
相互作用?interaction
配伍禁忌 incompatibility
协同synergism
拮抗antagonism
思考题
1简述合理用药的原则。
2 简述影响药物效应的各种因素。
