经典毒代动力学模型(房室模型)

二、经典毒代动力学模型(房室模型)

参考药动学原理,主要将毒性成分的动力学模型特征分为一室模型(one compartment model)和二室模型(two compartment model)。具体地说,毒性成分进入机体后,由血流分布至体内各部位,只要其转运速度常数相近,均视为一个转运单位,即一个室(图3-1),该模型动力学参数亦符合一级动力学,即血中药物消除速率与血中药物浓度成正比,血药浓度高,单位时间内消除的药量多,当血药浓度降低后,毒性成分消除速率也按比例下降。其公式为:Ct=C0e-k et。事实上,符合一室模型的毒性成分很少,其特征如下。

(1)在任何时间毒性成分被清除的速率与该时间体内毒性成分的量直接成比例。

(2)血浆半对数浓度与相应的时间呈直线关系。

(3)t 1/2恒定,不取决于剂量大小。

图3-1 一室模型模式图

(k e为一室模型消除速率常数)

毒性成分进入循环后首先进入血流量大的肺、肾、心、脑等器官,然后再向其他组织分布,最后达到平衡,则可视作多室系统。其中二室模型是由相互连接的中央室(C)和外周室(P)组成(图3-2)。毒性成分首先进入中央室,并在中央室瞬间均匀地分布,然后才较慢地分布到周边室。一般中央室包括血液和供血丰富的组织,如血浆、细胞外液、心、肝、肾、肺等或一种特殊器官中的一个特殊细胞群;外周室则指供血较少、血流缓慢、毒性成分不易进入的组织,如静止状态的肌肉、脂肪、皮肤等。复杂的房室模型可由一中央室连接数个毒性成分进入难易不同的外周室组成。但中央室和外周室的界限并不明确。时-量曲线因此也只能大致分为分布相及消除相两个指数衰减区段。C-T曲线的初段血药浓度下降很快,称分布相(α相),它主要反应的是药物从中央室向外周室的分布过程。当分布平衡后,曲线进入衰减相对缓慢的消除相(β相)。其毒动学规律与一室开放模型不同,Ct=Ae-αt+Be-βt,其中α及β分别为α相及β相的消除速率常数。而且消除相中V d逐渐增大,k e(α)逐渐减少,t 1/2逐渐延长,因此动力学计算需要特殊处理。

图3-2 二室模型模式图

(k 12为药物从中央室转运到周边室的一级速率常数;k 21为药物从周边室转运到中央室的一级速率常数;k 10为药物从中央室消除速率常数)