2.2动力学和生物转化(课件)《环境毒理学》同步教学（高等教育出版社）

2.2动力学和生物转化 毒物动力学是运用数学方法，定量地研究外来化学物吸收、分布、排泄和代谢转化随时间动态变化的规律和过程。 第一节 动力学 线性动力学模型 非线性动力学模型 生理性毒理动力学模型 毒物动力学模型 返回本章目录 一、基本概念 (一) 室 室又称房室，其含义是假设机体是由一个或多个室组成。在室内，外来化学物的浓度随时间而变化。在线性动力学模型中，室不代表解剖学的部位，而是理论假设的机体容积。 (二)一级速率过程 一级速率过程指化学物在体内随时间变化的速率与其浓度成正比，线性动力学模型符合一级速率过程。其公式为： dC/dt = －keC (2-1) 式中: dC/dt 代表化学物浓度随时间变化率; ke 代表速率常数。 C 代表体内化合物浓度。 (三)主要参数 1．生物半衰期 t½ = 0.693/ke (2-2) 2．血浓度-时间曲线下面积（AUC） AUC = Co/ke (2-3) 3．表观分布容积（Vd） Vd=D/Co； 或 Vd= Do/ Co (2-4) 4．消除速率常数（ ke） ke =(dD/dt)/D (2-5) 5．清除率（CL） CL=D/AUC 或 CL=Vd·ke (2-6) 二、一室模型 一室模型或称单室模型，是将机体视为单一的室, 指外来化学物进入机体后，能迅速均匀地分布于整个机体之中。其模型图示如下： 一室模型中化学物从机体的清除速率（dC/dt）与其在体内的浓度（C）成正比，为一级速率过程，可按式（2-1）公式表达, 积分得： （2-7） 式（2-7）自然对数化得： （2-8） 以式（2-8）InC与时间t作图成直线，外延到纵轴的截距为Co，直线斜率即为ke。 大多数外来化学物进入机体后，从血浆（包括体液）到组织脏器间有一个逐步分布与逐步达到平衡的过程，并非迅速和均匀地分布到全身。对化学物这种动力学过程可应用多室模型来表达，而其中以二室模型为多。二室模型是以“Ⅰ室”表示血浆（或包括体液），而以“Ⅱ室”表示组织脏器，“Ⅰ室”也可称为中心室（中央室），“Ⅱ室” 也称为周边室。 三、二室模型 其模型图示如下： k12代表化学物从Ⅰ室向Ⅱ室分布常数， k21代表化学物从Ⅱ室向Ⅰ室反分布常数， k10代表化学物自Ⅰ室清除的速率常数。 化学物静脉注射时不存在吸收过程，其吸收速率常数ka可不计。 Ⅰ室中化学物随时间变化的方程式可表示如下： dC1/dt= k21C2－(k12＋k10) C1 (2-9) 式(2-9)中,dC1/dt代表Ⅰ室化学物浓度随时间变化率，C1代表Ⅰ室化学物浓度，C2代表Ⅱ室化学物浓度。 （一）静注二室模型 当时间t趋于零时，则Ⅰ室的化学物浓度（C1）为: (C1)t→0=D/V1 (2-10) 式(2-10) 中, D代表静脉注射化学物剂量，V1代 表Ⅰ室容积。 Ⅱ室中化学物浓度随时间变化率（dC2/dt）的方 程式为： dC2/dt= k12C1－k21C2 (2-11) 当时间t趋于零时，则：(C1)t→0=0 (2-12) 当外来化学物经口、呼吸道等进入机体时，先分布在接触部位，再逐渐被吸收入血液中，用二室模型表示时就要考虑吸收过程，其吸收速率常数为模型图示的ka。因此， 非静脉注射的中心室化学物浓度随时间变化的方程式如下： dC1/dt=kaCa＋k21C2－(k