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第一章概述【什么是药物代谢动力学？】答：药物进入机体后，出现两种不同的效应。一是药物对机体产生的生物效应，包括药物对机体产生的治疗作用和毒副作用，即所谓的药效学（pharmacodynamics）和毒理学（toxicology）。另一个是机体对药物的作用，包括药物的吸收、分布、代谢和排泄，即所谓的ASME、药物代谢动力学是定量研究药物在生物体内吸收、分布、排泄和代谢规律的一门学科。第二章药物体内转运【药物跨膜转运的方式及特点】1.被动扩散：药物是借助于在生物膜中的脂溶性顺浓度差跨膜转运的。药物的脂溶性往往取决于离子化程度。特点：①顺浓度梯度转运②无选择性，与药物的油/水分配系数有关（通透系数P）③无饱和现象④无竞争性抑制作用⑤不需要能量2.孔道转运：水和某些电解质，与药物的分子结构和大小有关。转运速率主要取决于相应组织的血流速率以及生物膜的性质，而与脂溶性与pH梯度关系不大。特点：①主要为水和电解质的转运②转运速率与所处组织及膜的性质有关3.特殊转运（包括：主动转运、载体转运、受体介导的转运）特点：①逆浓度梯度转运②常需要能量③有饱和性④有竞争性抑制作用⑤有选择性4.其他转运方式包括：①易化扩散类似于主动转运，但不需要能量②胞饮主要转运大分子化合物【影响药物吸收的因素有哪些】①药物和剂型的影响②胃排空时间的影响③首过效应④肠上皮的外排⑤疾病⑥药物相互作用【研究脑分布的常用方法】1.在体法：大鼠颈动脉注射，取同侧脑（1）快速颈内动脉注射技术（2）静脉给药后脑部取样技术（3）脑灌流技术（4）脑血管灌流/除去毛细血管技术2.离体法：（1）离体脑微血管片的制备（2）药物摄取试验3.原代脑微血管内皮细胞（BCEC）培养技术（1）细胞摄取试验（2）转运试验【研究药物在胃肠道中吸收的常用方法】（1）在体回肠灌流法：在动物麻醉状态下，不切断血管和神经，将待研究的肠段两端结扎，肠管插管，洗净肠内容物，构成循环回路，使药物在肠腔内循环。不同时间测定灌流液中药物浓度变化，可以获得药物在肠内吸收情况。优点：本法能避免胃内容物和消化道固有生理活动对结果的影响。（2）肠外翻囊法：该方法可根据需要研究不同肠段的药物吸收或分泌特性及其影响因素。（3）Caco-2（Cancercolon）细胞模型：优点：①可作为研究药物吸收的快速筛选工具；②在细胞水平上研究药物在小肠黏膜中的吸收、转运和代谢；③可以同时研究药物对黏膜的毒性；④由于Caco-2细胞来源于人，不存在种属的差异性；⑤重现性好。缺点：①酶和转运蛋白的表达不完整，此外来源，培养代数，培养时间对结果有影响；②缺乏粘液层，需要时可与HT-29细胞共同培养。（4）整体动物实验法：灌胃，口服后与静注相比。优点：能够很好地反映给药后药物的吸收过程，是目前最常用的研究药物吸收的方法缺点：（1）不能从细胞或分子水平上研究药物的吸收机制（2）生物样品中的药物分析方法干扰较多，较难建立（3）由于试验个体间的差异，导致试验结果差异较大（4）整体动物或人体研究所需的药量较大，周期较长药物在其他部位吸收1.药物在口腔黏膜中吸收：吸收快速避免首过效应2.药物在直肠中吸收：避免首过效应，避免胃肠道刺激3.药物透皮肤吸收：剂量小，局部给药，脂溶性4.药物在肺部中吸收：表面积大，吸收快，避免酶作用5.药物在眼部吸收：简单经济，可以避免肝脏首过效应，对免疫反应不敏感，适合于蛋白质，多肽类药物。6.药物在鼻腔粘膜中吸收7.药物在肌肉中吸收：注射容量有限吗，肌肉血流量影响吸收速率【药物血浆蛋白结合率常用测定方法的原理及注意事项】1.平衡透析法原理：利用与血浆蛋白结合的药物不能通过半透膜这一原理，将蛋白置于一个隔室内，用半透膜将它与另外一个隔室隔开，游离药物可以自由从半透膜自由透过，而与血浆蛋白结合的药物却不能自由透过半透膜，待平衡后，半透膜两侧隔室的游离药物浓度相等。注意事项：①道南效应：由于蛋白质和药物均带电荷，膜两侧药物浓度即使在透析达到平衡后也不会相等。采用高浓度的缓冲液或加中性盐溶液可以最大限度地降低这种效应。②药物在半透膜上有无保留：药物与膜的吸附影响因素较多，结合程度取决于药物的特点及膜的化学特性，当结合程度很高时，就会对结果影响较大。可设立一个对照组，考察药物与半透膜的吸附程度，如果吸附严重，就应该考虑换膜或者采用其他研究方法。③空白干扰：有时从透析膜上溶解下来的一些成分会影响药物的测定，如用紫外或荧光法，因此在实验之前应该对膜进行预处理，尽可能去除空白干扰。④膜完整性检验：透析结束后，要检查透析外液中是否有蛋白溢出，即检查半透膜的稳定性，如有蛋白溢出，需换膜重复实验。⑤当药物在水中不稳定或易被血浆中酶代谢时，不用此法⑥应防止蛋白质的破坏。优点：成本低，简单易行缺点：费时，对不稳定的药物不合适，易被血浆中酶代谢的药不合适评价：试验要求低，简单易行，应用最为广泛。缺点是比较费时，通常需要48小时左右才能达到平衡，故最好是在低温环境下进行，以防止蛋白质可能被破坏。2.超过滤法ultrafiltration原理：与平衡透析法不同的是在血浆蛋白室一侧加压力或离心力，将游离药物快速通过滤膜进入另一隔室。而结合型药物仍留在半透膜上的隔室内。注意事项：1.不同型号的滤过膜对结合率测定的影响，随着超滤膜截留蛋白质分子量的增大而结合率降低（有部分小分子量蛋白质及其结合的药物渗透过膜，使滤过液的表观游离药物浓度增大）2.不同超滤时间对结合率的影响。超滤时间的延长，结合率有所增加（随超滤时间增长，小分子溶剂流出量增加，滤过液中的游离药物浓度因稀释而降低）3.不同压力下超滤对结合率的影响。压力对结合率的影响是双向的，随着压力的增大，使部分药物蛋白结合物也渗透过膜，滤出液中药物的相对浓度会增高，药物蛋白结合率降低。（1）根据药物分子量大小采用适当孔径的滤膜。（2）注意滤膜的吸附问题（3）过滤速度要适当快且过滤量不宜多，以免打破药物和血浆蛋白的原有平衡优点：快速，只要有足够的滤液分析即可停止实验，可用于那些不稳定的药物血浆蛋白结合率测定。如采用微量超滤装置，生物样品量大大减少，故该方法可用于在体的血浆蛋白结合率测定。与平衡透析法一样，要注意药物与滤膜的结合问题以及滤膜的孔径问题。缺点：不同型号的滤过膜，超滤时间，不同压力评价：优点是快速，不仅设备简单，而且通常仅需离心十几分钟至数十分钟即可收集到足够供测定的血浆超滤液，因此可用于不稳定药物。如果微量超过滤装置，蛋白量可少，故可用于在体的血浆蛋白结合率测定，但用量少的情况下，要特别注意与膜结合问题。【影响药物通过血脑屏障的因素】药物因素：药物的脂溶性；相对分子质量生理因素和病理因素：渗透压；各种作用于中枢神经系统的药物或毒物通过各种方式影响BBB功能；电荷的改变；各种原因引起的脑损伤；炎症及炎症介质通过各种机制促进BBB开放药物相互作用：某些药物可能通过作用于同一载体而影响药物的转运【血脑屏障的试验方法】在体法：快速颈内动脉注射技术、静脉注射给药后脑部取样技术、在位脑灌流技术、在位脑血管灌流/除去毛细血管技术、在体脑微透析技术离体法：离体脑微血管片技术（脑的来源有人脑、猪脑、牛脑和大鼠脑。最常用的是新生牛脑。制备方法有离心法和过滤法。）【原代脑微血管内皮细胞（BCEC）培养技术】：通常用新生牛脑或10日龄的大鼠脑，获得血管内皮细胞后，根据需要进行细胞摄取试验和转运试验（正向转运和逆向转运）。【药物的排泄】主要途径：肾排泄；胆汁排泄；粪排泄；其他组织器官如肺、皮肤参与某些物质的排泄【多药耐药（MDR）】对药物敏感的肿瘤细胞长期用一种抗肿瘤药物处理后，该细胞对药物敏感性降低，产生耐药性，同时对其他结构类型的抗肿瘤药物敏感性降低。细胞与药物接触后，可以通过多种方式产生耐药性，如降低摄取，增加去毒功能、改变靶蛋白或增加外排。其原因之一是高度表达一类糖蛋白，促进药物外排，降低细胞内药物蓄积。这类糖蛋白属于ABC类载体。【根据结构特征，外排转运体分为】(P-糖蛋白（P-GP）、5种多药耐药相关蛋白家族（MRP1、MRP2、MRP3、MRP4、MRP5）、乳腺癌耐药蛋白（BCRP）人有两种PDG家族：MDR1,MDR3;动物有三种：mdra,mdrb,mdr2【分类及种类】1.P-糖蛋白（P-GP）表达部位：在人中，P-GP主要表达于一些特殊组织如肠、肾、肝、脑血管内皮、睾丸和胎盘等，成为血脑屏障、血-睾屏障和胎盘屏障的一部分。P-GP将毒物从细胞排出胞外，保护相应组织，免受毒物的危害。底物：①钙拮抗剂：维拉帕米②抗癌药：长春新碱、紫杉醇；③HIV蛋白酶抑制剂：印地那韦④类固醇类：地塞米松、氢化可的松⑤免疫抑制剂：环孢素A⑥抗生素类：红霉素⑦其它如吗啡、地高辛。由于底物的广泛性，表现出对多种药物的交叉耐药性。抑制剂：许多物质可以抑制P-GP转运底物。多数抑制剂如维拉帕米、环孢素A等本身也是P-GP底物，属于竞争性抑制剂。但也有些抑制剂是P-GP不良底物或不是P-GP底物。2.多药耐药相关蛋白(MRP)有MRP1、MRP2、MRP3、MRP4和MRP5。最早是在产生多药耐药的肺肿瘤细胞中发现的，是多种肿瘤细胞耐药的原因之一。在正常组织中也有MRP1的表达，在肺和睾丸中表达量相对较高。MRP1是两性有机阴离子转运载体，也转运脂溶性药物或化合物，多数底物是葡萄糖醛酸结合或硫酸结合物。3.乳腺癌耐药蛋白(BCRP)结构不同于P-GP和MRP家族。BCRP只有一个NBF和TM域，为一半ABC载体。BCRPmRNA最早发现于胎盘中，但主要存在于细胞的顶侧面膜上。V为3~5L左右主要分布于血液并与血浆蛋白大量结合，如香豆素，苯妥英钠V为10~20L左右主要分布于血浆和细胞外液，往往不易通过细胞膜，如溴化物，碘化物V为40L左右分布与血浆和细胞内液，细胞外液，表面其在体内的分布较广，如安替比林V超过100L就远远超过体液总体街，在体内有特异性的组织分布，如硫喷妥钠-脂肪组织第三章药物的代谢研究药物的生物转化：即药物的代谢，是药物从体内消除的主要方式之一。药物进入体内后部分药物在体内各种代谢酶的作用下进行生物转化，再以原型和代谢物的形式随粪便和尿液排出体外。【药物在体内的生物转化主要有两个步骤】Ⅰ相代谢反应：药物在Ⅰ相反应中被氧化、还原或水解。Ⅰ相代谢酶有细胞色素P450酶、环氧化物水合酶、水解酶、黄素单加氧酶、醇和醛脱氢酶。Ⅱ相代谢反应：药物在Ⅱ相代谢反应中与一些内源性的物质（如葡萄糖醛酸、甘氨酸、硫酸等）结合或经甲基化、乙酰化排出体外。催化Ⅱ相代谢反应的酶有葡萄糖醛酸转移酶、谷胱甘肽转移酶、硫酸转移酶、乙酰转移酶、甲基转移酶【药物经生物转化后的活性变化】1.代谢物活性或毒性降低；2.形成活性代谢物；3.形成毒性代谢物；4.前药的代谢激活：有些药物本身没有药理活性，需要在体内经代谢激活才能发挥作用。【细胞色素P450酶生物学特性】1.P450酶是一个多功能的酶系：可以在催化一种底物的同时产生几种不同的代谢物；2.P450酶对底物的结构特异性不强：可代谢各种类型化学结构的底物；3.P450酶存在明显的种属、性别和年龄的差异；4.P450酶具有多型性，是一个超级大家族：5.P450酶具有多态性：即同一属的不同个体间某一P450酶的活性存在较大差异，可将个体按代谢速度快慢分为强代谢型EMs和弱代谢型PMs。其中CYP2D6和CYP2C19呈现出典型的多态性。6.P450酶具有可诱导和可抑制性。苯巴比妥可诱导，特非那定可抑制。【人肝微粒体中参与药物代谢的P450酶类型】类型：CYP1A、CYP2C、CYP2D、CYP2E、CYP3ACYP450的特征反应有：CYP1A2：非那西丁；CYP2C8：紫杉醇；CYP2C9：双氯芬酸【影响药物代谢的因素】1.代谢相互作用：参与药物代谢的P450酶的一个重要的特性就是可以被诱导或抑制；2.种属差异性：不同种属的P450同工酶的组成是不同的，因此同一种药物在不同种属的动物和人体的代谢途径和代谢产物可能是不同的；3.年龄和性别的差异：药物代谢的年龄差异主要在儿童和老年人中表现，这是因为机体的