药理学精品教学(汕头大学)药物效应动力学.ppt

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1、药物效应动力学Pharmacodynamics,1,学习目标,在本次课结束时，各位同学能说出药物作用和药理效应的区别，药物特异性和选择性的关系；列举药物常见的不良反应，并分析临床药物不良反应的类型；指出药物量反应和质反应的量效曲线反映的参数及其含义；解释药物与受体相互作用的规律及其参数的含义；说出作用于受体的药物的分类及竞争性与非竞争性拮抗剂的特点；分析受体调节的两种类型的临床意义。,药物的基本作用(Basic Effects of Drugs),Section 1,药物作用的法则,药物不能产生新作用，只能调节已有的功能.药物是双刃剑.既有治疗作用，又有毒副作用.药物的同一作用，在某些情况下是

2、治疗作用，在另外一些情况下是不良反应.药物的效应是通过与机体的生理过程相互作用而产生的.,药物作用(action)&药理效应(effect),药物作用：对靶点的初始作用，动因特异性(specificity)：药物的构型、电荷、分子大小药理效应：引起的机体反应，结果兴奋 抑制衰竭：过度兴奋导致 选择性(selectivity)：效应的专一性，与药物分布、组织细胞的结构及生化机能等差异有关,Example:阿司匹林(Aspirin),作用,效应,抑制环氧化酶(COX)而阻断前列腺素的合成,解热、镇痛,选择性,药物,特异性,范围,敏感性,特异性(specificity)选择性(selectivity

3、),问题：如果一个药具有很高的特异性，是否就有很好的选择性？,特异性和选择性的关系,特异性弱 选择性低.特异性强 选择性高.e.g.:阿托品药物的选择性作用是相对的，与剂量也有关。,氯丙嗪,阿托品,选择性(selectivity),高选择性：药理作用强.靶向药物(targeted medicine)低选择性：药理作用广泛，可能副作用更多.阿托品：低选择性，作用广泛，更多副作用多病因或诊断不明，广谱药有其方便性.e.g.：广谱抗菌素,治疗作用不良反应,药物作用,治疗作用,不良反应,对因治疗对症治疗补充治疗,副作用毒性反应后遗效应停药反应过敏反应特异质反应,急则治其标，缓则治其本；标本兼治，是其道

4、也。,不良反应(Adverse Drug Reaction,ADR),与用药目的无关.多数ADR是药物固有的效应，可预知，但不一定能避免.药源性疾病(Drug-induced disease)：少数较严重的ADR，较难恢复.eg,庆大霉素导致神经性耳聋.,1.副作用(Side Reaction),治疗剂量低选择性轻而可逆,氯丙嗪,阿托品,2.毒性反应(Toxic Reaction,Toxicity),过量或因敏感性过高导致相对过量药理作用的延伸严重的病理变化,急性毒性(Acute toxicity)：LD50多损害循环、呼吸及神经系统功能Digoxin BleomycinDiazepamAmp

5、hetamine/Methamphetamine/“Ice”慢性毒性(Chronic toxicity)多损害肝、肾、骨髓、内分泌功能致畸胎(Teratogenesis）致癌(Carcinogenesis)致突变(Mutagenesis),3.后遗效应(After Effect,Residual Effect),停药后血药浓度已降至阈浓度以下时残存的药理效应巴比妥类 次晨宿醉,MEC,Duration of action,4.停药反应(Withdrawal Reaction),突然停药后原有疾病加剧回跃反应(Rebound Reaction).长期服用可乐定停药次日血压即急剧升高,5.过敏反应

6、（变态反应）(Allergy,Hypersensitive Reaction),过敏体质反应与药物效应无关程度与剂量无关预先敏化过程,D+Protein DP(半抗原)(抗原),药物不同反应相同,Adverse drug effect:allergic reaction,6.特异质反应(Idiosyncrasy),基因变异G-6-PD 服用奎宁(quinine)出现急性溶血RYR1 基因突变 服用全麻药或去极化肌松药如琥珀酰胆碱，引起恶性高热(malignant hyperthermia)反应与药物作用一致程度与剂量相关无需敏化过程,药物即毒物，利弊并存，必须权衡，正确应用,药物剂量与效应关系

7、(Dose-effect Relationship),Section 2,量效关系(Dose-effect curve),分类,药理效应按性质分：量反应(Graded response)：效应呈连续变化，可用具体数量或最大反应的百分率表示.质反应(All or none response,quantal response)：效应表现为反应性质的变化，以阳性反应百分率或频率表示.,量反应(Graded response),变异性(variability),最小有效剂量或浓度（阈剂量或阈浓度）,最小有效剂量 or 最低有效浓度(阈剂量 or 阈浓度)最大效应(Emax)：效能(efficacy)半

8、最大效应浓度(EC50)效价强度(Potency)引起等效反应（一般采用50效应量）的相对浓度或剂量，其值越小则强度越大；反映曲线与y轴接近程度适用条件：曲线不相交斜率(Slope)反映药物效应剧烈或温和,Potency:ABCEfficacy:ABCSlope:BA=C,Potency:ACBCAB?,质反应,36,Median effective dose(ED50)Median toxic dose(TD50)Median lethal dose(LD50),37,Some Acute Oral LD50 Values,Therapeutic index(TI):LD50/ED50(平行

9、时),治疗指数,A and B:same TI,different slope,Safety Range(安全范围):LD5/ED95.Therapeutic Window(治疗窗):the concentration range of drug producing therapeutic effect.,41,42,构效关系(Structure Activity Relationship),Section 3,构效关系,The property of drug action is firstly based on the chemical structure of drugbasic fra

10、meworkactivity grouplength of side chainstereoisomerism(立体异构;chirality,手性药物)geometrical isomerism(几何异构,顺式或反式)etc.,44,药物的作用机制(Mechanisms of Drug Action),Section 4,药物的作用机制,非特异性作用(Nonspecific action)Physical or chemical reaction:e.g.antacid Osmotic pressure(渗透压):e.g.bulk laxatives(容积性泻药)特异性作用(Specific

11、action)结构特异性药物，作用于特定靶点Taking part in or interfering metabolism of cell Affecting transport of physiological substance Acting on enzyme:20%Acting on ion channel Affecting metabolism of nucleic aid Affecting immune mechanism Gene therapy and genetic engineering drugReceptor:50%,药物与受体的相互作用(Interaction

12、of Drug and Receptor),Section 5,受体,A kind of functional protein which mediates signal transduction of cell.,生理、药理学反应,受体的特性,敏感性特异性饱和性竞争可逆性多样性 亚型,受体学说,占领学说(Occupation theory):1926 Clark,1937 Gaddum put forward respectively.1954 Ariens revises:intrinsic activity1956 Stephenson:spare receptor,silent rec

13、eptor速率学说(Rate theory):1961 Paton:frequency of the collision between molecular of drug and receptor.二态模型学说(Two model theory):,受体与药物的相互作用,受体结合量与效应的关系：,直方双曲线,S型半指数曲线,D=0效应为 0D KDDR/RT=100%,达最大效应DR/RT=50%即EC50时,KD=D KD值为EC50时的药物浓度值,Parameters,KD&affinity(亲和力):KD与亲和力成反比KD=EC50pD2=-logKD,与亲和力成正比,Response

14、,Log concentration,Parameters,Emax&intrinsic activity(内在活性,)100%0Emax represents the efficacy(效能)of drugsEmax reflects the intrinsic activity of drugs,Principles of Drug-Receptor Binding,Affinity:strength of attraction between drug and receptorPotency:amount of drug needed to produce an effectaffini

15、ty influences potencyand vis versa,作用于受体的药物分类,激动剂(Agonist)完全激动剂(Full agonist)=100部分激动剂(Partial agonist)0%100%拮抗剂(Antagonist)=0竞争性拮抗剂(Competitive antagonist)非竞争性拮抗剂(Noncompetitive antagonist),Partial agonist(部分激动剂),具有激动剂和拮抗剂的双重特性单用时表现为激动作用，与完全激动剂联合应用又表现为拮抗作用。,Partial antagonist(部分拮抗剂),以拮抗作用为主，兼有微弱的内在

16、活性具有内在拟交感活性的-受体阻断药，吲哚洛尔(Pindolol)、醋丁洛尔(acebutolol)。先用利血平耗竭内源性儿茶酚胺，可表现为-受体激动作用。,竞争性拮抗剂（Competitive antagonist）,compete for the same binding site reversible binding,Agonist+antagonist,Increased agonist+antagonist,当A0，上式即Clark基本公式。A越大，则E/Emax越小，在加用拮抗剂浓度为A时，要产生不加A的药效，势必增加D的用量，设由Do增加到DA，则：,Antagonistic I

17、ndex(pA2),当DA比 DO大一倍时，将A的浓度称为半拮抗浓度A2。,反映拮抗药的拮抗强度，pA2越大，所需拮抗药浓度越小，拮抗作用越强,Noncompetitive antagonist,bind to alternative cellular site and alter action of ligand,Mechanisms of receptor antagonism,Mechanisms of receptor antagonism,储备受体(Spare Receptors),通常全部受体被占领才产生Emax高活性药物激活部分受体即产生Emax，剩余的未被激活受体称储备受体酪氨

18、酸蛋白激酶受体仅需少数被激活即能维持大量底物蛋白的磷酸化反应意义：提高激动药的敏感性。拮抗药必须在完全占领储备受体后才能发挥其拮抗效应。非可逆性结合或其它原因丧失一部分受体时，并不总会立即影响最大效应。,20,10,30,10,20,30,Spare receptors(receptor reserve),MAX,Magnitude of response IS NOT proportional to receptor occupancy,二态模型学说,Conformation of receptor:activate(Ra)inactive(Ri)the effect of drug lie

19、s on the affinity of drug to the two conformation.,11.受体类型,G protein-coupled receptorsLigand-gated ion channel receptorsTyrosine-kinase receptorsIntracellular receptorsreceptors in cytoplasm:steroid hormonereceptors in nucleus:thyroxine Other receptors,反馈调节(Feedback regulation),受体脱敏(Receptor desensi

20、tization,also referred to as adaptation,refractoriness,or down-regulation)：Rapid desensitization-快速耐受(tachyphylaxis)受体的磷酸化Slow desensitization-慢速耐受(bradyphylaxis)受体合成下降Homologous desensitization:Receptor molecule phosphorylation,internalization and proteolysis,decreased synthesis,etc.Heterologous de

21、sensitization:Inhibition or loss of one or more downstream proteins that participate in signaling from other receptors as well.受体增敏(Receptor hypersensitization,also referred to as up-regulation)：withdrawal reaction,同种调节,配体作用于其特异性受体，使自身的受体发生变化。乙酰胆碱受体、胰岛素受体,异种调节,配体作用于其特异性受体，对另一种配体的受体产生调节作用。-氨基丁酸受体可被苯二氮卓类调节-肾上腺素受体可被甲状腺素、糖皮质激素和性激素调节,