單室模型一級消除動力學
發布時間：2017-09-01
下面介紹單室模型一級消除動力學的血藥濃度-時間關系的數學表達式、藥動學參數。
(一)單劑靜脈注射
由于為單室模型，且藥物直接進入血管，因此可不考慮吸收和分布的影響，其血藥濃度-時問曲線見圖18-6，血藥濃度的數學表達式為：
或式(1)取對數得:
式中k為消除速率常數。
1．消除速率常數消除速率常數(elimination rate constant，k)表示單位時間消除的藥量與該時間內體內藥量之比，指體內藥物從測量部位消失的速度，由藥物的生物轉化和排泄過程決定。七是反映體內藥物消除快慢的重要參數，k值越大，表明藥物消除越快。一個藥物的消除速率常數在不同個體間存在較大差異，對同一個體來說，若無明顯影響藥物體內過程的生理性、病理性改變，則k是恒定的。
2．消除半衰期 消除半衰期(elimination half-life，t1/2)表示體內藥量或血中藥物濃度下降l/2所需要的時間，單位為時間單位。藥物的消除半衰期與清除速率常數一樣，可反映體內藥物清除速度的快慢。當t=t1/2時，C=C0/2，t1/2=0.693/k。由于k為常數，半衰期亦為常數，半衰期恒定不變，是一級消除動力學的又一特點。一般藥物只告知半衰期，但根據k=0.693/t1/2即可求得消除速率常數k。不同藥物的消除半衰期不同，即使相同的藥物，當藥物劑型和給藥方式不同時，其消除半衰期也不同。藥物的消除半衰期存在個體差異，即使同一個體在不同病理狀況下半衰期也會改變，因此需特別注意，藥物的生物轉化和排泄器官的功能變化，將引起半衰期發生變化。消除半衰期是疾病狀態下調整給藥方案的重要參考依據。
3．表觀分布容積表觀分布容積(apparent volume of distribution，V)是為了用血藥濃度計算體內藥量而引入的比例常數。藥物分布平衡后，假設體內的藥物按血藥濃度均勻分布所需要的容積，即V=Xt/Ct=X0/C0 (式中Xt時間的體內藥量，X0為注射量；Ct為t時間的血藥濃度，C0為剛注射完時的血藥濃度)。單位為體積單位L或L/kg。V表示給藥劑量或體內藥量與血藥濃度的一個比值，表明當所給劑量如以該藥的血藥濃度來分布所需的理論體積數。V越大，表示藥物分布廣，組織攝取多，而血藥濃度低。V是一個理論容積，無直接的生理意義，并不代表真實的容積，V僅取決于藥物本身的理化性質，反映藥物分布的廣泛程度或藥物與組織成分的結合度。
4．血藥濃度-時間曲線下面積 曲線下面積(area under the curve,AUC)指血藥濃度-時問曲線下所圍的面積，單位為濃度單位×時間單位。AUC代表一次用藥后藥物的吸收總量，反映藥物的吸收程度。AUC主要用于測定生物利用度，以及用于其他藥物動力學參數的計算。血藥濃度-時問曲線下面積常用積分法公式和梯形法計算。
5．藥物清除率 藥物清除率(drug cleatance,DC)表示藥物從機體內清除的藥物動力學參數。其定義為單位時間內機體清除藥物的表觀分布容積。單位為m1/min。DC表示從血液或血漿中清除藥物的速率，反映藥物排泄器官和代謝器官消除藥物的能力，受器官血流量、藥物與血漿蛋白結合程度及器官的功能狀態等多種因素的影響。藥物在體內的清除率分為總清除率(Cl總)、肝清除率(Cl肝)、腎清除率(Cl腎)、肺清除率(Cl肺)和其他途徑的清除率(Cl其他)。清除率具有加和性，即總體清除率等于藥物從各個途徑清除率的總和。
在臨床藥物動力學中，在制訂與調整給藥方案時，總體清除率是十分重要的參數。
(二)恒速靜脈滴注
恒速靜脈滴注用藥為危重病癥治療中常用的方法。與單劑靜脈注射不同，此時藥物一方面以恒速的零級動力學方式進入體內，又一方面按一級動力學的方式從體內恒消除。其血藥濃度．時間關系表達式為：
式中R0為滴注速度，k為消除速率常數，t為滴注時間。
1．穩態血藥濃度 穩態血藥濃度(steady state plasma concentiation，Css)是指從體內消除的藥量與進入體內的藥量相等時的血藥濃度。此時血藥濃度將維持在坪值或波動在一定范圍內(多劑用藥時)。恒速靜脈滴注時，只要滴注速度能使體內藥量保持在一級動力學范圍內，當滴注時問t→o時，式(3)e-kt→0，式(3)可寫成：
上式中R0、k、V均是常數，故血藥濃度亦為常數，即達到穩態濃度Css從上式可知，欲達所需的Css，應使用的滴注速度R0=Css?V?k。若時間以半衰期數n表示，即t=ntl/2=0.693n/k。當n=6時，e-kt=0.0156，可視為趨近于0。因此臨床上恒速靜脈滴注時，經6個半衰期后，可視為已達穩態濃度。
2．負荷劑量 由于達到Css至少需6個半衰期。對于半衰期長的藥物為了能立即達到治療藥物濃度則首先給一個負荷劑量(10ading dose，D)。
(三)血管外單劑用藥
包括除直接血管內用藥外的肌內注射、皮下注射、口服等方式。此時既存在藥物從用藥部位以一級動力學方式吸收入血液中，也同時存在藥物從血液中以一級動力學方式消除。
其血藥濃度-時間關系表達式為：
式中F為生物利用度，ka為吸收速率常數，X0為用藥量。
1．生物利用度又稱吸收分數(absorption fraction，F)，指血管外用藥時，藥物被機體吸收進入體循環的速度和程度，包括生物利用程度(extent of bioavailability，EBA)與生物利用速度(rate ofbioavailability，RBA)。
生物利用度有絕對生物利用度與相對生物利用度之分。絕對生物利用度(absolutebioavailability，Fabs)是藥物吸收進入體循環的量與給藥劑量的比值。相對生物利用度(relativebioavailability，Frel)是同一藥物一種劑型和另一種劑型之間比較吸收程度與速度而得到的生物利用度。相對生物利用度主要用于藥劑等效性研究。
2．吸收速率常數 吸收速率常數(absorption rate constant，ka)表示單位時間內機體從用藥部位吸收的固定比值，單位為時間的倒數，反映藥物被吸收的快慢。
3．達峰時間 血管外用藥時，其血藥濃度首先上升，達到某一濃度后轉為下降。達到最高血藥濃度所需的時間即達峰時間(time ofthe peak concentration，tp)。
4．峰濃度峰濃度(maximum concentration，Cmax)指血管外用藥時所能達到的最大濃度。
參考資料：骨代謝異常的生物化學檢驗
