藥動學模型是為了定量研究藥物體內(nèi)過程的速度規(guī)律而建立的模擬數(shù)學模型。常用的有房室模型和消除動力學模型。
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房室(compartment)是由具有相近的藥物轉(zhuǎn)運速率的器官、組織組合而成。同一房室內(nèi)各部分的藥物處于動態(tài)平衡。房室僅是按藥物轉(zhuǎn)運動力學特征劃分的抽象模型,并不代表解剖或生理上的固定結(jié)構(gòu)或成分。同一房室可由不同的器官、組織組成,而同一器官的不同結(jié)構(gòu)或組織,可能分屬不同的房室。此外,不同的藥物,其房室模型及組成均可不同。運用房室模型,可將機體視做由一或多個房室組成的系統(tǒng),從而將復雜的分布過程模型化。
若某藥在體內(nèi)各部位間均有較高及相近的轉(zhuǎn)運速率,可在體內(nèi)迅速達到分布平衡,則該藥屬單房室模型。屬于單房室模型的藥物,在體內(nèi)達分布平衡后,其血藥濃度將只受吸收和消除的影響。而某藥在體內(nèi)不同部位間轉(zhuǎn)運速率存在較大差異的話,則將血液及其他血液供應豐富、并具有較高轉(zhuǎn)運速率的部分,稱做中央室,而把其余部分劃歸周邊室,并可依次再分做第一周邊室、第二周邊室等,此即多室模型。根據(jù)劃分的房室數(shù),相應稱為二室模型、三室模型等。屬于多室模型的藥物,其首先在中央室范圍內(nèi)達分布平衡,然后再和周邊室間達到分布平衡,因此其血藥濃度除受吸收和消除的影響外,在室間未達分布平衡前,還受分布的影響。
。ǘ┫齽恿W模型
消除動力學(eliminationkinetics)研究體內(nèi)藥物濃度變化速率的規(guī)律,可用下列微分方程表示:
dC/dt=-kCn
式中C為藥物濃度,t為時間,k為消除速率常數(shù),n代表消除動力學級數(shù)。當n=1時即為一級消除動力學,n=0時則為零級消除動力學。藥物消除動力學模型即指這兩種。
、币患壪齽恿W一級消除動力學(firstordereliminationkinetics)的表達式為:
dc/dt=-kC積分得Ct=C0e-kt
由上指數(shù)方程可知,一級消除動力學的最主要特點是藥物濃度按恒定的比值減少,即恒比消除。有關一級消除動力學的其他性質(zhì)及特點,將在本節(jié)二、三中詳細討論。
⒉零級消除動力學零級消除動力學(zeroordereliminationkinetics)時,由于n=0,因此其微分表達式為:
dc/dt=-k積分得Ct=C0-kt
由此可知,零級消除動力學的最基本特點為藥物濃度按恒量衰減,即恒量消除。有關零級消除動力學的其它特點和性質(zhì),將在本節(jié)四中討論。
必須指出,并不是某藥固定按一級或零級動力學消除。任何藥物當其在體內(nèi)量較少,未達到機體最大消除能力時(主要是未超出催化生物轉(zhuǎn)化的酶的飽和限時),都將按一級動力學方式消除;而當其量超過機體最大消除能力時,將只能按最大消除能力這一恒量進行消除,變?yōu)榱慵壪齽恿W方式,即出現(xiàn)消除動力學模型轉(zhuǎn)換。苯妥英鈉、阿司匹林、氨茶堿等常用藥,在治療血藥濃度范圍內(nèi)就存在這種消除動力學模型轉(zhuǎn)移,在TDM工作中尤應注意。