藥動(dòng)學(xué)模型是為了定量研究藥物體內(nèi)過(guò)程的速度規(guī)律而建立的模擬數(shù)學(xué)模型。常用的有房室模型和消除動(dòng)力學(xué)模型。
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房室(compartment)是由具有相近的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)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(dòng)態(tài)平衡。房室僅是按藥物轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)力學(xué)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(yùn)用房室模型,可將機(jī)體視做由一或多個(gè)房室組成的系統(tǒng),從而將復(fù)雜的分布過(guò)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(yùn)速率,可在體內(nèi)迅速達(dá)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(dá)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(yùn)速率存在較大差異的話,則將血液及其他血液供應(yīng)豐富、并具有較高轉(zhuǎn)運(yùn)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(yīng)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(dá)分布平衡,然后再和周邊室間達(dá)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(dá)分布平衡前,還受分布的影響。
。ǘ┫齽(dòng)力學(xué)模型
消除動(dòng)力學(xué)(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(shí)間,k為消除速率常數(shù),n代表消除動(dòng)力學(xué)級(jí)數(shù)。當(dāng)n=1時(shí)即為一級(jí)消除動(dòng)力學(xué),n=0時(shí)則為零級(jí)消除動(dòng)力學(xué)。藥物消除動(dòng)力學(xué)模型即指這兩種。
⒈一級(jí)消除動(dòng)力學(xué)一級(jí)消除動(dòng)力學(xué)(firstordereliminationkinetics)的表達(dá)式為:
dc/dt=-kC積分得Ct=C0e-kt
由上指數(shù)方程可知,一級(jí)消除動(dòng)力學(xué)的最主要特點(diǎn)是藥物濃度按恒定的比值減少,即恒比消除。有關(guān)一級(jí)消除動(dòng)力學(xué)的其他性質(zhì)及特點(diǎn),將在本節(jié)二、三中詳細(xì)討論。
、擦慵(jí)消除動(dòng)力學(xué)零級(jí)消除動(dòng)力學(xué)(zeroordereliminationkinetics)時(shí),由于n=0,因此其微分表達(dá)式為:
dc/dt=-k積分得Ct=C0-kt
由此可知,零級(jí)消除動(dòng)力學(xué)的最基本特點(diǎn)為藥物濃度按恒量衰減,即恒量消除。有關(guān)零級(jí)消除動(dòng)力學(xué)的其它特點(diǎn)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(jí)或零級(jí)動(dòng)力學(xué)消除。任何藥物當(dāng)其在體內(nèi)量較少,未達(dá)到機(jī)體最大消除能力時(shí)(主要是未超出催化生物轉(zhuǎn)化的酶的飽和限時(shí)),都將按一級(jí)動(dòng)力學(xué)方式消除;而當(dāng)其量超過(guò)機(jī)體最大消除能力時(shí),將只能按最大消除能力這一恒量進(jìn)行消除,變?yōu)榱慵?jí)消除動(dòng)力學(xué)方式,即出現(xiàn)消除動(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)模型轉(zhuǎn)移,在TDM工作中尤應(yīng)注意。