作者:史晨阳 徐州医科大学2024级硕士研究生
审校:赵林林 徐医附院麻醉科
药代动力学原理
药代动力学是指用药剂量与其在血浆或效应部位的药物浓度随时间变化之间的关系。药物吸收、分布和清除(代谢和排泄)的过程左右着这种关系。除静脉用药之外,药物吸收与所有其他给药途径密切相关。静脉给药后,药物浓度随时间的变化呈现与分布容积和清除率相关的函数关系。药代动力学参数可以用来描述分布容积和清除率。已知剂量药物经静脉给药后全血或血浆药物浓度随时间变化情况呈特定关系,从而上述药代学参数可由此数学关系推导。
分布容积
可以将药物在容器中的稀释过程认为是药物在血浆和组织中分布的一种简化模型。分布容积(volume of distribution, Vd)是当药物在容器内经过充分混合后达到某一可测浓度时的容器尺寸(图4-1)。分布容积可以用剂量(如 mg)和所测药物浓度(如mg/L)之间的简单关系来计算,见公式4-1。
公式4-1
若已知容器容积,则可计算出任意剂量下的药物浓度。就像容器中容积不会因有无药物而改变一样,人体内的分布容积是一种内在属性,而与是否给药无关。人体并不是水缸。在药物注射后,机体即刻就开始清除药物。在图4-1中,向容器中添加一个出口通道,以模拟药物从体内排出(图4-2)。在不考虑清除因素的情况下通过公式4-1 估算分布容积会比原始容积稍大。为了更好地定义分布容积,可以将特定时间点的药物剂量除以药物浓度。如果药物清除是一级药代动力学(即清除与当时药物浓度成正比),则通过公式4-2计算的分布容积是一个常数(图4-2和4-3)。
公式4-2
静脉内给药时,少量药物会滞留在血管中,但大多数药物会分布到周围组织。该分布通常表示为与中央室(全血或血浆)相连的额外分布室来模拟。外周分布增加了总分布容积(图4-4)。
图4-4显示了血浆容积以及组织容积。周围室代表药物在外周组织中的分布。为更好体现药物在体内的分布情况,可能存在不止一个周围室。周围室容积的大小代表药物相对于血液或血浆在组织中的溶解度。相对于全血或血浆,药物在外周组织中的溶解度越高,周围室的容积就越大。
图4-4中所示的一个关键点是,药物不仅通过周围室中的分布而增加分布容积,还会与周围室中的组织相结合。此过程进一步降低了中央室中所测的药物浓度。因此,分布的总容积可能大于两个室的总和。实际上,某些麻醉剂的分布容积很大(例如芬太尼的表观分布容积为 4L/kg),远大于机体的血管容积(0.07L/kg) 或细胞外容积(0.2L/Kg)。由于存在额外的分布室,分布容积将不再随时间保持恒定。如图4-5所示,在时间=0时,分布容积大约4.3L,与图4-3所示单室模型相同。在接下来10min 后,分布容积增加到48L。分布容积增加是由于药物在外周室中的分布和清除。在药物注射后的最初几分钟,药物在周围组织中的分布量大于清除率。如图4-6,丙泊酚单次推注后,不同时间点上药物在周围组织中的分布以及清除情况。最初的4min内,周围组织的分布量大于清除量。4min后,分布量小于清除量。