药物代谢动力学实验讲义
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实验三 尿药法测定核黄素片剂消除速度常数【实验目的】1、 熟悉尿药法在生物药剂实验中的应用2、 掌握尿药法计算消除速度常数等动力学参数的方法【实验原理】药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄等过程既有区别,又有联系,观察一个方面的变化,常可间接地认识到另一方面的情况,所以药物在体内的速度过程变化规律,既可用血药法来估算,也可用尿药法来估算。
在多数情况下,尿药浓度高于血药浓度,定量分析精密度好,测定方法较易建立,而且取样方便,受试者可免收多次抽血的痛苦。
因此,在体内药物大部分以原形从尿中排除条件下,通常可用尿药法估算消除速度常数、生物半衰期等动力学参数。
尿中原形药物的瞬时排泄速度,可用下列微分式表示:X K dtdX e u= (1) Ke 为表观一级排泄速度速度,Xu 为t 时间尿中原形药物的累计排泄量,X 为t 时间体内存有的药量。
在静脉给药时,体内药量的经时过程可由下式表示:kt o e X X -= (2)Xo 为给药剂量,K 为表观一级消除速度常数。
将(2)式中X 值代入(1)式后得:kt o e e X K dtdXu-= (3) 两边取对数得:303.2log logKtX K dt dX o e u -= (4) 由(4)式可见,原形药物排泄速度得对数对时间作图为一直线,其斜率为-K/2.303,与血药浓度的对数对时间作图所求的斜率相同。
(4)式适用于静脉给药后求算消除速度常数。
若口服给药,则体内药量经时过程可由下式表示:)(t K Kta o a a e e KK F X K X ----=(5)Ka 为表观一级吸收速度常数。
尿中原形药物的瞬时排泄速度可由(5)式代入(1)式得:)(t K Kta o a e u a e e KK FX K K dt dX ----= (6) 当Ka>K ,t 充分大时,则e -Kat →0,(5)式简化为:Kta o a e u e KK FX K K dt dX --= (7) 两边取对数得:303.2log logKtK K FX K K dt dX a o a e u --= (8) 由上述关系式可见,若以logXu/dt 对t 作图,可得到一条二项指数曲线,从其后段直线得斜率可求出一级消除速度常数K 。
5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
实验一药酶诱导剂及抑制剂对戊巴比妥钠催眠作用的影响【目的】以戊巴比妥钠催眠时间作为肝药酶体内活性指标,观察苯巴比妥及氯霉素对戊巴比妥钠催眠作用的影响,从而了解它们对肝药酶的诱导及抑制作用。
【原理】苯巴比妥为肝药酶诱导剂,可诱导肝药酶活性,使戊巴比妥钠在肝微粒体的氧化代谢加速,药物浓度降低,表现为戊巴比妥钠药理作用减弱,即催眠潜伏期延长,睡眠持续时间缩短。
而氯霉素则为肝药酶抑制剂,能抑制肝药酶活性,导致戊巴比妥钠药理作用增强,即催眠潜伏期缩短,睡眠持续时间延长。
【动物】小白鼠8只,18~22g【药品】生理盐水、0.75%苯巴比妥钠溶液、0.5%氯霉素溶液、0.5%戊巴比妥钠溶液【器材】天平、鼠笼、秒表、注射器1 ml×4、5号针头×4【方法与步骤】一、药酶诱导剂对药物作用的影响1、取小鼠4只,随机分为甲、乙两组。
甲组小鼠腹腔注射0.75%苯巴比妥钠溶液0.1 ml/10g,乙组小鼠腹腔注射生理盐水0.1 ml/10g,每天1次,共2天。
2、于第三天,给各小鼠腹腔注射0.5%戊巴比妥钠溶液0.1 ml/10g,观察给药后小鼠的反应。
记录给药时间、翻正反射消失和恢复的时间,计算戊巴比妥钠催眠潜伏期及睡眠持续时间。
二、药酶抑制剂对药物作用的影响1、取小鼠4只,随机分为甲、乙两组。
药动学讲义:要求:掌握药物在体内跨膜转运规律和影响因素吸收、首关消除、肝药酶及肝肠循环、生物利用度;熟悉主动转运、易化扩散分布:血浆蛋白结合率、药物与血浆蛋白结合的特点、再分布、血脑屏障、胎盘屏障、生物转化了解一级消除动力学的概念、特点、基本公式半衰期、表观分布容积、稳态血药浓度:药酶抑制剂、药酶诱导剂零级消除动力学的概念、特点、基本公式消除速率常数、血浆清除率、负荷剂量药物主要内容:物代谢动力学( pharmacokinetics) Pharmacokinetics基本概念:简称药动学主要研究药物的体内过及体内药物浓度随时间变化的规律第一节药物的体内过程Process of Drug in the Body 药物经过给药部位进入直至排出机体的过程。
药物体内过程包括药物的吸收( absorption)、分布( distribution)、代谢( metabolism) 和排泄( excretion),即ADME 四个基本过程。
代谢和排泄都是药物在体内逐渐消失的过程,统称为消除( elimination)。
一、药物的转运转运的类型主动转运Active Transport 简单扩散易化扩散Simple diffusion 主要影响因素为体内大多数药物的转运方式主要受到药物的溶解性和解离性等理化特性的影响,脂溶性强的药物容易跨膜转运水溶性强的药物难于跨膜转运。
离子障ion trapping 离子型药物被限制在使其变成离子膜的那一侧,不可自由穿透;即非离子型即分子型脂溶性好,可自由穿透。
许多药物是弱酸或弱碱性的弱酸性或弱碱性药物的离子化程度由其pKa 及其所在溶液的pH 而定。
pKa: 药物在溶液中50 %离子化时的pH。
二、吸收Absorption药物自给药部位经细胞组成的屏蔽膜进入血液循环的过程药物作用的快慢与其吸收速度相关(一)胃肠道给药方式:口服(per os )小肠粘膜舌下(sublingual )颊粘膜直肠(per rectum )直肠粘膜首关消除first pass elimination First Pass Elimination 药物在肠道吸收后,通过门脉进入肝脏,部分药物在通过肠黏膜及肝脏时被灭活代谢,使进入体循环的药量减少,药效也随之下降的现象。
实验一药酶诱导剂及抑制剂对戊巴比妥钠催眠作用的影响【目的】以戊巴比妥钠催眠时间作为肝药酶体活性指标,观察苯巴比妥及氯霉素对戊巴比妥钠催眠作用的影响,从而了解它们对肝药酶的诱导及抑制作用。
【原理】苯巴比妥为肝药酶诱导剂,可诱导肝药酶活性,使戊巴比妥钠在肝微粒体的氧化代谢加速,药物浓度降低,表现为戊巴比妥钠药理作用减弱,即催眠潜伏期延长,睡眠持续时间缩短。
而氯霉素则为肝药酶抑制剂,能抑制肝药酶活性,导致戊巴比妥钠药理作用增强,即催眠潜伏期缩短,睡眠持续时间延长。
【动物】小白鼠8只,18~22g【药品】生理盐水、0.75%苯巴比妥钠溶液、0.5%氯霉素溶液、0.5%戊巴比妥钠溶液【器材】天平、鼠笼、秒表、注射器1 ml×4、5号针头×4【方法与步骤】一、药酶诱导剂对药物作用的影响1、取小鼠4只,随机分为甲、乙两组。
甲组小鼠腹腔注射0.75%苯巴比妥钠溶液0.1 ml/10g,乙组小鼠腹腔注射生理盐水0.1 ml/10g,每天1次,共2天。
2、于第三天,给各小鼠腹腔注射0.5%戊巴比妥钠溶液0.1 ml/10g,观察给药后小鼠的反应。
记录给药时间、翻正反射消失和恢复的时间,计算戊巴比妥钠催眠潜伏期及睡眠持续时间。
二、药酶抑制剂对药物作用的影响1、取小鼠4只,随机分为甲、乙两组。
甲组小鼠腹腔注射0.5%氯霉素溶液0.1 ml/10g;乙组小鼠腹腔注射生理盐水0.1 ml/10g。
2、30分钟后,给各小鼠腹腔注射0.5%戊巴比妥钠溶液0.1 ml/10g,观察给药后小鼠的反应。
记录给药时间、翻正反射消失和恢复的时间,计算戊巴比妥钠催眠潜伏期及睡眠持续时间。
【统计与处理】以全班结果(睡眠持续时间,分)作分组t检验,检验用药组与对照组有无显著性差异。
(参见“数理统计在药理学实验中的应用”)【注意事项】1、催眠潜伏期为开始给药到动物翻正反射消失的间隔时间,睡眠持续时间为翻正反射消失至恢复的间隔时间。
2、本实验过程中,室温不宜低于20 C,否则戊巴比妥钠代谢减慢,使动物不易苏醒。
3、氯霉素溶液有结晶析出时可在水浴中加热溶解。
4、吸取氯霉素溶液的注射器应预先干燥,否则易结晶堵塞针头。
【思考题】1、何谓肝药酶诱导剂与抑制剂?2、试从理论上解释苯巴比妥及氯霉素对戊巴比妥钠睡眠时间的影响。
实验二家兔血浆中水酸钠浓度测定和药代动力学参数测定【实验目的】1. 以水酸钠为例了解血浆药物浓度随时间变化的时量关系。
2. 了解药代动力学参数的临床意义。
【实验材料】1.动物:家兔1只,雌雄不限,体重(2.5+0.5)kg。
2.器材:试管5支、离心管3支、试管架、小玻棒、l0ml吸管、注射器(1 ml、5ml、l0ml)、手术器械、动脉插管、动脉夹、721分光光度计、离心机3.试剂和药品:25%氨基甲酸乙酯、10%及0.02%水酸钠溶液、10%三氯醋酸溶液、10%三氯化铁溶液。
【实验步骤】1.实验准备:取离心管3支及试管5支,编号备用,麻醉(乌拉坦4ml/Kg),1~3号离心管及4、5号试管中分别加入10%三氯醋酸7ml2.手术:颈动脉取血2ml,放入1号离心管3.给药:耳缘静脉注入10%水酸钠,150mg/Kg,取血(5,35min分别取血2ml放入2、3号离心管,4、5试管分别加入蒸馏水及0.02%水酸钠2ml)4.离心:2000r/分,5min,取上清液6ml,加入10%三氯化铁(12滴),比色(5min后,波长510nm),计算结果。
【注意事项】1.注意颈总动脉插管术。
2.取血时,要先用0.1%肝素润湿注射器和针头,取血后用肝素封管,避免血液凝固,每次取出血第1ml 弃去不用,再吸取2ml 置于离心管。
3.给药时间及给药后取血时间要记清。
4.取上清夜时,要先将上清液倒入编号相对应的试管中,再吸取所需的ml 数,以免吸入沉淀影响比色,注意吸管要对号使用。
5.计算Vd, CL 时注意单位换算。
【实验结果】管号 光密度(X ) 水酸钠浓度(Y )g/100ml 标准管(5号) X 0.02 给药后5min (2号) X 1 C 1 给药后35min (3号) X 2 C 2 计算:1、半衰期(t 1/2): K=y/xC 1=kx 1,C 2=kx 2(单位:g/100ml)t 1/2=tC C ∆-/)2log 1(log 301.0 (单位:min )注:k 为清除速率常数,y 为0.02g/100m1,x 为标准管即5号管的光密度值; C1, C2分别为给药后5、35分钟取血时的血药浓度;△t 为两次取血的时间差。
2、表观分布容积(Vd ):C 0=C 1×lg -1(0.301×t 1/t 1/2)(单位:g/100ml) Vd=D 0/C 0(单位:L/Kg )注:D 0为用药初始剂量(150mg/Kg ),t1为用药后到第一次取血的时间间隔 3、清除率(CL ):CL=0.693/t 1/2×Vd (单位:ml/min.Kg )实验三氨茶碱的血药浓度测定及药动学研究【实验目的】掌握血清中氨茶碱血药浓度的紫外测定法,掌握血清中茶碱提取法,验证氨茶碱的动力学模型,掌握二房室动力学模型的参数计算方法。
用有机溶剂将血清中的氨茶碱提出,用紫外测定法根据标准曲线测出氨茶碱浓度,用残差法运用计算机进行数据处理、曲线描绘及参数计算,从而验证氨茶碱动力学模型,使大家对药动学研究有一初步的了解。
【实验原理】1.氨茶碱为临床常用平喘药,由茶碱与乙二胺缩合而成。
在酸性条件下,可用有机溶剂从血清中提取出茶碱,再用碱液将茶碱从有机溶剂中提出。
测量λ274和λ298处的吸光度(A274为茶碱和本底,即溶剂、血清的吸光度,A298为本底的吸光度),ΔA= A274-A298。
2. 氨茶碱经静脉进入血液,随血液循环进行组织分布,达到平衡后转入消除相。
时量曲线呈二房室动力学模型。
3. 房室模型是抽象的数学模型,它的划分与解剖学部位或生理学功能无关。
药物转运速率相同或相近的部位可划分为同一房室。
房室模型可以分为一室模型、二室模型、多室模型。
大多数药物在体的转运和分布符合二室模型。
即药物静脉注射入血后,首先快速进入血流量大的组织,如心、肝、肾、肺、脑等,然后缓慢地向血流量小的组织,如脂肪组织、静止的肌肉组织等转移。
【实验材料】1、动物家兔1只,雌雄不限,体重(2.5+0.5)kg2、药品氨茶碱标准液3、试剂0.1mol/L HCl0.1mol/L NaOH异丙醇:氯仿抽提液(5:95)。
4、仪器754型紫外分光光度计液体涡旋混和器数学坐标纸一半对数坐标纸一。
【实验方法】1 动物实验部分1.1取健康家兔1只,称重,将家兔置于兔台。
1.2 在家兔一耳缘注射部位去毛、热敷和消毒,待血管扩后,以左手拇指与食指压住静脉耳根端,使静脉充盈,给药前用12号针头自耳静脉取血1-1.5ml,7号针头平行刺入静脉,抽动针管,见有回血即可推注。
对其静脉注射氨茶碱15mg/kg。
1.3另一耳用锐利刀片切割取血。
分别在给氨茶碱后5、10、20、30、60、120、180、300、420min取血。
1.4分离血清,各管均取血清0.5ml于15ml试管中,加0.1mol/L盐酸0.2ml、抽提液5ml,振摇混合,2500r/min离心10min。
2 血药浓度测定(紫外分光光度法)2.1 吸取下层氯仿液4ml置另一试管中,加入0.1mol/L NaOH溶液4ml,振摇混匀,2500r/min离心10min。
2.2吸取上层碱液,以0.1mol/L NaOH溶液4ml作参比,振摇混匀,2500r/min离心10min。
测定其在λ274和λ298处的吸收度(A274和A298),计算△A。
3 制作茶碱标准曲线:取5支试管,依次加入茶碱标准液20、40、60、80、100µl,各加入0.1mol/L NaOH溶液4ml,终浓度依次为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5µg/ml,测定各管的A274和A298,计算△A。
以茶碱浓度为横坐标,△A为纵坐标描点绘图,用Excel软件求直线回归方程,即为茶碱标准曲线的直线方程(图示)。
4. 将测得血清样品的△A代入标准曲线的方程,求得相应的C,C×10即为茶碱的血药浓度。
以时间为横坐标,浓度对数为纵坐标,用CAPP软件描点做图,判断氨茶碱在体代谢的房室模型。
【注意事项】1.紫外分光光度计使用前需预热30min并激发氢灯。
2.振摇混匀药液时防止溅出并准确加样。
3.样品离心前需配平。
4.测量时若更换波长,必须重新调节0和100%。
【讨论】1.氨茶碱的时量曲线呈几房室模型?为什么?2.为何要测两个波长下茶碱的吸光度并取其差值?3.试述药动学参数V1、Vd、t1/2α、t1/2β、K10、K12、K21、Cl、AUC的含义。
实验四体液pH对水酸钠排泄的影响【实验目的】1.学习尿液中水酸的检测方法,掌握体液pH对药物排泄的影响及其临床意义。
2.熟悉大鼠代谢笼的使用,巩固大鼠的各种给药方法。
【实验原理】水酸钠经肾脏排泄物为水酸,尿液pH对水酸排泄影响非常大,当尿液呈酸性时仅排泄5%而尿液呈碱性时则排泄大约85%。
尿液中的水酸遇到三氯化铁后可生成紫色络合物,根据反应后溶液紫色深浅可以定性分析水酸钠排泄量的多少。
【实验材料】1.动物大白鼠,雌雄不限,200~300g。
2.器材大白鼠代谢笼两个,天平一个,棉手套一只,大鼠灌胃器两个,5毫升注射器两个,6号针头两个,30ml量筒1个,50ml注射器2个。
3.药品 5%碳酸氢钠溶液,15%氯化氨溶液,(单盲法配制并编号为A、B),2%水酸钠溶液,1%三氯化铁溶液,5%葡萄糖生理盐水,蒸馏水,苦味酸,1%速尿。
【实验方法】1.取大白鼠两只称重并编号。
2.给其中一只按0.5ml/100g灌胃A药液,给另一只以同样剂量灌胃B药液。
3.30分钟后给两只大鼠灌胃5%葡萄糖生理盐水2ml/100g。
4.30分钟后,分别给两只大鼠腹腔注射2%水酸钠溶液1ml/100g及1%速尿0.2ml/100g。
5.收集各鼠30分钟尿液,将收集的尿液分别用蒸馏水稀释到30ml,加1%三氯化铁 5ml,比较紫色深浅。
【实验结果】表2-1 体液pH值对水酸钠排泄的影响鼠号体重(g) 药物尿液反应后颜色结果分析1 2 AB【注意事项】1.实验步骤进行到4后,再将集尿笼插入代谢笼中,以免收集尿液前将集尿笼污染。
2.实验用烧杯、量筒、注射器、集尿笼应清洗干净,否则影响反应pH,导致实验结果不准确。
【思考题】1. 药物的排泄途径有哪些?影响药物排泄的因素有哪些?2. 体液pH还对药物的哪些体过程有影响?有何临床意义?3. 实验中给予碳酸氢钠、氯化氨、葡萄糖生理盐水、速尿等药物的目的各是什么?4. 根据反应后溶液紫色深浅为什么可以定性分析水酸钠排泄量的多少?写出水酸与三氯化铁的反应式。