相关附件-第一章药理学总论—序言

第一章药理学总论—序言一、药理学的性质与任务药物(drug)是指可以改变或查明机体的生理功能及病理状态，可用于预防、诊断和治疗疾病的化学物质。药物和毒物之间并无严格界限，毒物是指在较小剂量就对机体产生毒害作用，损害人体健康的化学物质，任何药物剂量过大都可产生毒性反应。药理学(pharmacology)是研究药物与机体（含病原体）相互作用及作用规律的学科，它研究药物对机体的作用及作用机制，即药物效应动力学(pharmacodynamics)，又称药效学；也研究药物在机体的影响下所发生的变化及其规律，即药物代谢动力学(pharmacokinetics)，又称药动学。药理学的学科任务是：⑴阐明药物的作用极作用机制，为临床合理用药、发挥最佳疗效、防治不良反应提供理论依据；⑵研究开发新药，发现药物新用途；⑶为其他生命学科的研究提供重要的科学依据和研究方法。二、药物与药理学的发展历史三、新药开发与研究新药是指化学结构、药品组分或药理作用不同于现有药品的药物。我国《药品管理法》规定“新药是指我国未生产过的药品”；“已生产过的药品改变剂型、改变给药途径、增加新的适应症或制成新的复方制剂，亦属新药范围”。第二章药物代谢动力学第一节药物分子的跨膜转运一、药物通过细胞膜的方式药物分子通过细胞膜的方式有滤过（水溶性扩散）、简单扩散（脂溶性扩散）和载体转运（包括主动转运和易化扩散）。滤过：药物分子借助于流体静压随液体通过细胞膜的水性通道(aqueouschannel)由细胞膜的一侧到达另一侧称为滤过，为被动转运。虽然大多数无机离子小，足以通过细胞膜的水性通道，但它们通过细胞膜的过程是由跨膜电位差或主动转运机制来控制的。简单扩散：绝大多数药物按此种方式通过生物膜，非极性药物分子以其所具有的脂溶性溶解于细胞膜的脂质层，顺浓度差通过细胞膜称简单扩散(simplediffusion)，也是一种被动转运方式，故又称为被动扩散(passivediffusion)。绝大多数药物均为弱酸性或弱碱性电解质，在体液内均有不同程度的解离。分子状态（非解离型）药物疏水而亲脂，易通过细胞膜；离子状态药物极性极高，不易通过细胞膜的脂质层，这种现象称为离子障(ion-trapping)。载体转运：许多细胞膜上具有特殊的跨膜蛋白，控制体内一些重要的内源性生理物质和药物进出细胞膜。跨膜蛋白在细胞膜的一侧与药物或生理性物质结合后发生构型改变，在细胞膜的另一侧将结合的内源性物质或药物释出。这种转运方式称为载体转运(carrier-mediatedtransport)。载体转运的特点是对转运物质有选择性，因为药物必须与数量有限的载体结合才能通过细胞膜，故具有饱和性，结构相似的药物可竞争同一载体而具有竞争性，并发生竞争性抑制。载体转运主要有主动转运和易化扩散两种方式。主动转运(activediffusion)需要消耗能量，主动转运可逆电化学差转运药物。易化扩散(facilitateddiffusion)不需要能量，不能逆电化学差转运，所以实际上是一种被动转运。易化扩散可加快药物的转运速率。二、影响药物通透细胞膜的因素通透量（单位时间分子数）=（C1-C2）×面积×通透系数÷厚度此外，血流量的改变也可以影响细胞膜两侧药物浓度差，血流量丰富，流速快时，不含药物的血液能迅速取代含有较高浓度药物的血液，从而得意维持很大的浓度差，使药物跨膜速率增高，扩血管药物吸收快，缩血管药物吸收慢，便是因为它们改变了用药部位的血液流量．第二节药物的体内过程一、吸收药物自用药部位进入血液循环的过程称为吸收(absorption)，药物只有经过吸收后才能发挥全身作用。有些药物只要求产生局部作用，则不必吸收。（一）口服口服是最常用的给药途径，因为给药方便，且大多数药物能成分吸收。胃肠道的广泛吸收面、内容物的拌和作用以及小肠内适中的酸碱性（pH5-8）对药物解离影响小等因素均有利于药物的吸收。大多数药物在胃肠道内是以简单扩散方式被吸收的。首关消除(firstpasselimination)，从胃肠道吸收进入门静脉系统的药物在到达全身血循环前必先通过肝脏，如果肝脏对其代谢能力很强或由胆汁排泄的量很大，则使进入全身血循环的有效药物量明显减少，这种作用称为首关消除。有的药物在被吸收进入肠壁细胞内而被代谢一部分也属首关消除。首关消除也称首关代谢(firstpassmetabolism)或首关效应(first-passeffect)。舌下给药可在很大程度上避免首关消除，直肠给药也可在一定程度上避免。胃肠道外给药时，在到达作用部位或靶器官前，可在肺内排泄或代谢一部分药物，这也是一种首关消除，肺也因而成为一首关消除器官。（二）吸入由于肺泡表面积很大，肺血流量丰富，因此，只要具有一定溶解度的气态药物即能经肺迅速吸收。（三）局部给药局部用药的目的是在皮肤、眼、咽喉等部位产生局部作用。（四）舌下给药舌下给药可避免口服被肝脏迅速代谢，如硝酸甘油口服被胃肠道吸收后通过肝脏时被代谢失活达90%，只有少数药物能到达全身循环。舌下给药，由血流丰富的颊粘膜吸收，可直接进入全身循环。（五）注射给药静脉注射给药避开了吸收屏障而直接入血，故发挥作用快。但因其以很高的浓度、极快的速度到达靶器官，故也最危险。二、分布药物一旦被吸收进入血循环内，便可能分布到机体的各个部位和组织。药物吸收后从血循环到达机体各个部位和组织的过程称为分布(distribution)。药物在体内的分布受很多因素影响，包括药物的脂溶性、毛细血管通透性、器官和组织的血流量、与血浆蛋白和组织蛋白的结合能力、药物的pKa和局部的pH值、药物载体的数量和功能状态、特殊组织膜的屏障作用等。（一）血浆蛋白结合率大多数药物在血浆中可与血浆蛋白不同程度的结合而形成结合而形成结合型药物(bounddrug)，它与未结合的游离型药物(freedrug)同时存在于血液中，并以一定的百分数的结合率达到平衡。弱酸性药物主要与白蛋白结合，弱碱性药物除了可与白蛋白结合外，还常与脂蛋白及1-酸性蛋白结合。药物和蛋白的结合符合下列公式：D+PDPD为游离型药物，DP为结合型药物。[D][P]/[DP]=KD假设PT为血浆蛋白总量，则上式可转换为：[DP][D][PT]KD+[D]上式表明决定血浆蛋白结合率的因素为解离型药物浓度、血浆蛋白量和药物与血浆蛋白的亲和力，即解离常数KD值的大小。结合型药物DP不能跨膜转运，因此成为药物在血液中的一种暂时贮存形式，但因为结合是可逆的，当血浆中游离型的药物浓度随着分布、消除而降低时，结合型药物可释放出游离型药物。因此，药物与血浆蛋白的结合影响药物在体内的分布和转运速度以及作用强度和消除速率。药物与血浆蛋白结合的特异性很低，因此，同时应用两个结合于同一位点上的与血浆蛋白结合率都很高的药物，就可发生竞争性置换的相互作用。如抗凝血药华法林99%与血浆蛋白结合，当与保泰松合用时，结合型的华法林被置换出来，使血浆内游离药物浓度明显提高，抗凝作用明显增强，可造成严重的出血，甚至危及生命。（二）器官血流量药物由血液向器官组织的分布速度主要决定于该组织器官的血流量和膜的通透性，如肝、肾、脑等血流丰富的器官药物分布较快，尤其是在分布的早期，随后还可进行再分布(redistribution)（三）组织细胞结合药物与组织细胞结合是由于药物与某些组织细胞成分具有特殊的亲和力，使这些组织中的药物浓度高于血浆游离药物浓度，使药物的分布具有一定的选择性，如碘主要集中在甲状腺，钙沉积于骨骼。多数情况下，药物与组织的结合是药物在体内的一种贮存方式，如硫喷妥钠再分布到脂肪组织。因此，脂肪组织是脂溶性药物的巨大储存库。（四）体液的pH值和药物的解离度细胞内液pH值为7.0，细胞外液为7.4。升高血液pH值可使弱酸性药物由细胞内向细胞外转运，降低血液pH值则使弱酸性药物向细胞内转移，弱碱性药物则相反。（五）体内屏障1.血脑屏障(blood-brainbarrier)此屏障能阻碍许多大分子、水溶性或解离型药物通过，只有脂溶性高的药物才能以简单扩散的方式通过。2.胎盘屏障(placentalbarrier)胎盘绒毛与子宫血窦之间的屏障称为胎盘屏障。事实上，胎盘对药物的转运并无屏障作用，因为胎盘对药物的通透性与一般的毛细血管无明显差别，几乎所有的药物都能穿透胎盘进入胎儿体内。3.血眼屏障(blood-eyebarrier)吸收入血的药物在房水、晶状体和玻璃体等组织的浓度远低于血液，此现象是由血眼屏障所致，故作用于眼的药物多以局部应用为好。与血脑屏障类似，脂溶性或小分子药物比水溶性或大分子药物容易通过血眼屏障。三、代谢（一）药物代谢的作用药物作为一种异物进入体内后，机体要动员各种机制使药物发生化学结构的改变，即药物的转化(transformation)或称生物转化又称药物代谢(metabolism)，从体内消除，代谢是药物在体内消除的重要途径。（二）药物代谢部位肝脏是最主要的代谢器官。（三）药物代谢步骤药物代谢通常涉及I相反应和II相反应。I相反应通过引入或脱去功能基团使原形药物生成极性增高的代谢产物。若I相反应产物具有足够的极性，则易被肾脏排泄。但许多I相反应产物并不被迅速排泄，而是进入II相反应。在I相反应过程，内源性物质葡萄胎醛酸、硫酸、醋酸、甘氨酸等与I相反应产物形成新的功能基团结合，生成具有高度极性的化合物后经尿排泄。（四）细胞色素P450单氧化酶体系CYP450参与药物代谢的总反应式可用下式表达：DH+NADPH+H++O2DOH+H2O+NADP+（五）药物代谢酶的诱导和抑制利福平、乙醇、卡马西平可诱导。苯巴比妥、苯妥英自身诱导。四、排泄排泄(excretion)是药物的原形或其代谢物通过排泄器官或分泌器官排出体外的转运过程。药物及其代谢产物主要经尿排泄，其次经粪排泄。挥发性药物主要经肺随呼气体排泄。药物的汁液和乳汁排泄也是药物的排泄途径。（一）肾脏排泄肾脏对药物的排泄方式为肾小球滤过和肾小管分泌，肾小管重吸收是对已经进入尿内药物的回收再利用过程。1.肾小球滤过未结合的游离型药物及其代谢产物均可经过肾小球滤过。滤过速度取决于药物分子量和血浆内药物浓度。血浆蛋白结合可延缓滤过速度。肾小球滤过率和药物滤过读有密切关系。2.肾小管分泌近曲小管细胞能以主动方式将药物自血浆分泌入肾小管内。除了特异性转运机制分泌葡萄糖、氨基酸外，肾小管细胞具有两种非特异性转运机制分别分泌阴离子（酸性药物离子）和阳离子（碱性药物离子）。3.肾小管重吸收肾脏主要在远曲小管以被动扩散的方式对肾小管药物进行重吸收。（二）消化道排泄药物可通过胃肠道壁脂质膜自血浆内以被动扩散方式排入胃肠腔内，位于肠上皮细胞膜上的P-糖蛋白也可直接将药物及其代谢产物直接从血液内分泌排泄入肠道。（三）其他途径的排泄药物也可经过、汗液、唾液和泪液排泄。还有乳汁、皮肤、头发。第三节房室模型房室概念是将机体视为一个系统，系统内部按动力学特点分为若干房室，这是一个假设空间，它的划分与解剖学部位或生理学功能武官，只要机体内某些部位的转运速率相同，均视为同一室。因在大多数情况下，药物可进、出房室，故称为开放性房室系统。通常有两种开放性模型：即开放性一室模型和开放性二室模型。如果给药后，体内药物瞬时在各部位达到平衡，即血液浓度和全身各组织器官部位浓度迅速达到平衡，可看成一室模型。但在大多数情况下，药物在某些部位的浓度可以和血液中的浓度迅速达到平衡，而在另外一些部位中的转运有一延后的、但彼此近似的速率过程，迅速和血液浓度达到平衡的部位被归并为中央室，随后达到平衡的部位被归并为周边室，称二室模型。反映二室模型动力学过程的数学公式是：Ct=Ae-t+Be-tCt为t时学药物浓度，为分布相的速率常数，称分布速率常数，为消除相的速率常数，称消除速率常数，分别反映体内药物分布和消除的速度。第四节药物消除动力学一、一级消除动力学一级消除动力学(first-ordereliminationkinetics)是体内药物在单位时间内消除的药物百分率不变，也就是单位时间内消除的药物量与血浆