药代动力学定义

药物在身体的生物系统中移动的过程称为药代动力学。这些过程包括吸收、分布、生物利用度、代谢和排泄。你可以检查药物作用的开始时间、持续时间和严重程度。它控制着药物在体内外的运动。

药代动力学应用

药代动力学使用数学公式来描述身体在吸收、分布、代谢和排泄过程中对药物或毒素的作用。药代动力学可在临床上用于探索药物剂量、浓度与随时间产生的效果之间的关系。用于治疗药物监测，通过确定含片、给药频率和预期效果，同时最大限度地减少毒素，来指导和优化治疗。它还可以识别医学关系并解决对治疗无反应的问题。药代动力学通过计算体内药物或毒液的量来评估过量/毒素情况下的药物或毒液共存，并协助排汗以消除与药物副作用相关的化学物质。

影响药物治疗的因素

药代动力学因人而异，并受年龄、性别、饮食、环境、体重、怀孕、患者病理生理学、遗传学以及药物或食物相互作用等因素的影响。影响药代动力学和药效学的因素会影响药物治疗。总身体水分含量、体脂百分比、肌肉质量、器官大小、血容量和血流速率以及代谢酶都导致了药代动力学中的个体差异，这最终影响了药物的治疗功效。遗传学可以影响药物的代谢。遗传差异会影响药物在体内的代谢方式。

年龄会影响药物的代谢和排泄。例如，与成人不同，儿童的肝功能可能尚未完全发育，无法充分消化药物。一些药物在儿童体内清除得更快。然而，对于肾脏、肝脏和心脏功能下降的老年人，药物清除率会降低。疾病、感染和炎症会降低药物代谢，并增加半衰期和作用持续时间。药物-药物、食物-药物和药物-草药相互作用会改变药物代谢以及药物作用的持续时间和效力。

药物吸收

药物必须进入体循环才能到达其靶组织。这包括直接输注到血液中（静脉注射或动脉注射）、皮肤吸收以及通过消化系统。血流量、给药部位的药物浓度、制剂、理化性质和给药方法都是药物吸收的关键方面。口服给药时，局部 pH 值和胃肠道内容物会影响吸收。固体药物在溶液中的分解也会影响其吸收。

细胞膜

细胞膜充当半透膜，有助于阻止药物微粒通过。细胞膜由磷脂双层组成，磷脂层的亲水头部朝外，疏水尾部朝内。糖蛋白嵌入双层中，充当离子通道、受体、第二信使（G 蛋白）或酶。出于进一步的特定目的，一些组织具有经过特殊修饰的细胞膜。

例如

毛细血管内皮中有称为“窗”的区域，其中外膜和内膜融合在一起，没有细胞质间隔，使得内皮相对多孔，特别是对流体而言。肾小球内皮细胞之间的间隙/裂隙允许较大的分子通过。血脑屏障（BBB）可阻止某些化学物质（极性药物）和蛋白质穿过两个流体隔室。

药物转运

取决于药物的理化性质，药物通过被动扩散或主动转运从给药部位（例如消化系统）吸收。
例如，小分子脂溶性或水溶性药物可以根据浓度梯度（从高浓度区域到低浓度区域）穿过等离子膜（分别通过膜双层或水性通道/孔）。这称为简单被动扩散。一些药物需要使用特定的跨膜载体蛋白来帮助穿过细胞膜。这称为辅助转运。这个过程不需要能量，并且药物分子不会逆浓度梯度移动。

一些药物需要载体蛋白主动将其转运过细胞膜。这个过程需要消耗能量（通常以 ATP 的形式），并且可以逆浓度梯度进行，主要发生在小肠的某些部分。这被称为主动转运。这对于结构与内源性物质（包括维生素、碳水化合物和氨基酸）相似的药物最常见。

较大的药物，主要是蛋白质药物，通过将药物分子包裹在囊泡中穿过细胞膜来转运药物到细胞内。这个过程称为内吞作用。囊泡可以在细胞内使用（例如铁），挤出到细胞外（例如维生素 B12），或储存以备后用（例如神经递质）。药物穿过细胞膜的转运涉及所有药代动力学过程。

药物分布

药物在进入体循环后会同时被分布和清除。身体有多个液体隔室，药物可以分布在其中任何一个或所有隔室中。

血供良好的器官位于中央隔室（大脑、心脏、肾脏等）。
外周隔室：血流较少的组织（如脂肪和肌肉组织）；例如，在脂肪中发现的药物需要很长时间才能达到平衡，像硫喷妥钠这样的组织可能充当储存库。血浆蛋白可以结合药物。只有游离的（未结合的）药物才能作用于靶组织细胞膜。在评估血液中药物浓度时，必须考虑蛋白质结合。这意味着高浓度并不总是表明药物高度活性，因为只有一小部分可能是游离的，而其余部分则与蛋白质结合。游离药物被转运到组织，而结合的药物则保留在循环中。随着循环中游离药物水平的下降，药物的结合部分会逐渐释放以满足需求。因此，药物的蛋白质结合部分作为储存库保留在血液中。

药代动力学模型

身体对药物的处理可能相当复杂，因为许多系统（如吸收、分布、代谢和消除）协同工作以改变组织和体液中的药物浓度。必须简化生物系统才能预测药物在体内的活性。将数学原理应用于各种过程是实现这些简化的技术之一。

为了应用数学原理，我们需要选择一个身体模型。隔室模型是药代动力学中使用的基本模型类型。描述药物在体内活性所需的隔室数量用于对隔室模型进行分类。有单隔室、双隔室和多隔室模型。

隔室可能反映的是一组相似的组织或体液，而不是特定的组织或体液。这些模型可用于预测体内药物浓度随时间的变化。

确定性隔室模型之所以如此命名，是因为观察到的药物浓度定义了描述药物药代动力学所需的隔室模型类型。当我们研究单隔室和双隔室模型时，这个概念会变得清晰。

蛋白质结合热点

• 与蛋白质结合的药物由于未被消化或排泄，因此在药理学上是无活性的。
• 药物通过弱化学相互作用可逆地结合到蛋白质上。
• 药物毒性可能由不可逆的药物结合引起（例如，对乙酰氨基酚代谢物不可逆地结合到肝细胞）。
• 大多数药物与人血清白蛋白（HSA）结合，HSA 是血浆中最丰富的蛋白质。
• HSA 包含四个药物结合位点。
• 当两种药物竞争 HSA 的同一结合位点时，可能会发生竞争结合相互作用。被取代的药物可能导致更大的毒性（例如，苯基丁氮酮和华法林联合使用，苯基丁氮酮对 HSA 的亲和力更高，因此苯基丁氮酮会从 HSA 中取代华法林，被取代的华法林可能导致更多出血）。
• 一些药物（例如水杨酸钠、苯甲酸钠、磺胺类药物）对 HSA 的亲和力高于胆红素，并会从蛋白质结合位点取代胆红素。游离胆红素会穿过血脑屏障并导致脑损伤（核黄疸）。
• 药物的蛋白质结合减少可能导致体内代谢/排泄增加。
• 体内游离活性物质浓度较高可能导致毒性增加和治疗效果增强。

治疗药物监测

使用测定血浆药物浓度的方法，并解释和应用所得浓度数据以确定安全有效的给药方案，这称为治疗药物监测。正确执行此方法比经验滴定法更快、更安全地建立治疗药物浓度。结合对药物临床疗效的观察，它应该是最佳药物治疗最安全的方法。

血浆药物浓度数据的价值源于药理反应与作用部位的药物浓度直接相关的观念。

对于各种药物，患者研究提供了有关治疗特定疾病的安全有效血浆浓度范围（即治疗范围）的信息。在此治疗范围内，会观察到药物的期望效果。在此范围以下，治疗效果很可能不会实现。这可能带来危险的后果。

亚治疗、治疗和毒性药物浓度之间没有明确的界限。由于个体患者反应的异质性，大多数药物存在一个重叠的灰色区域。药物的药代动力学特性会导致在给予不同个体相同剂量的药物时，血浆浓度存在差异。