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多室模型

药物动力学中采用隔室模型（或称房室模型）来模拟机体系统，根据药物的体内过程和分布速度的差异将机体划分为若干“隔室”（或称房室）。最简单的是一室模型（或称单室模型），单室模型把整个机体看作一个隔室，其前提条件是假设药物进入体循环后，迅速完成向体内各组织、器官与体液的分布过程，使药物在血浆与这些组织器官、体液之间立即达到分布上的动态平衡。由于机体是由不同的组织器官组成，药物对各组织器官的亲和力也不同，因而有不同的平衡速度，并且平衡的快慢与组织器官的血流速度有关。人体各组织的血流量及血流速度是不同的，药物随血流进入到各组织、器官与体液需要一定时间。因此，绝对符合单室模型的药物是不存在的，但为了简化数学处理，可以把机体中药物分布速度相差不大的组织或体液合并成一个隔室。对某些药物而言，在血浆与体内各可分布部位间的转运交换都较快，从药物吸收入血到获得分布上的动态平衡，只需较短时间，这段时间可以忽略不计。这类药物可近似地认为符合单室模型特征，可用单室模型的动力学分析方法进行处理。但是，大多数药物进入全身循环后，完全分布到各可分布的体内空间，需要一段时间，而且分布速度的快慢也不一致。药物动力学上根据分布平衡速度的不同可将机体分为二室、三室或多室模型，来描述其动力学特征。

二室模型（或称两室模型），是指药物进入体内后，能很快进入心、肝、脾、肺、肾等血流丰富的组织器官（称为中央室或中室）；而血流贫乏、不易进行物质交换的组织或器官，如肌肉、骨骼、皮下脂肪等（称为周边室或外室），需要一段时间才能完成分布。有些组织或器官的划分，要视药物的特性而定。例如脑组织内血流很丰富，但对于许多物质，由于存在血脑屏障，可阻碍它们进入脑中。这样一来，一些脂溶性药物由于较易透过血脑屏障而进入脑中，此时脑组织可属于中室；反之，对于极性药物，脑组织则属于外室。因此，隔室是按药物在体内的分布速度等因素进行划分的，不具生理解剖学的意义。

如果上述周边室中又有一部分组织、器官或细胞内药物的分布特别慢，还可以从周边室划分出第三隔室。分布稍快的称为浅外室，分布慢的称为深外室，由此形成三室模型，依此类推。

从理论上讲，药物动力学可以处理任意多室模型，但隔室越多，实验和数据处理就越复杂。因此，从实用的角度考虑，药物的体内隔室数不宜多于三个。本章重点讨论两室模型。

第一节

两室模型静脉注射

一、血药浓度经时变化

两室模型药物静脉注射后，首先进入中央室，然后逐渐向周边室转运，在中央室与周边室之间药物进行着可逆性转运，药物从中央室按一级速度过程消除，其体内过程示意图见图9-1。

图9-1两室模型静脉注射给药示意图

1.中央室；2.周边室

若药物在体内分布符合两室模型，常假定药物消除仅发生在中央室，并符合表观一级动力学过程。这一假定在多数情况下是符合实际情况的，通常认为药物消除作用进行的主要部位是肾脏、肝脏或肺脏等，其血流供应都很丰富，理应包括在中央室之中。同时，也假设药物在室间的转运速度亦符合一级速度过程。因此，中央室与周边室药量的变化速度，可由下列微分方程组表示：

式中，?X?C?为中央室药量；?X?P?为周边室药量；?k?10?为中央室的表观一级消除速度常数；?k?12?与?k?21?为室间表观一级转运速度常数。

解上述微分方程组（初始条件：?t?=0，?X?C?=?X?0?及?X?P?=0），得到中央室药量公式为：

上式可转化为血药浓度表达式，中央室药量与血药浓度之间存在如下关系：

式中，?V?C?为中央室的表观分布容积。

将以上关系代入式9-3，可得到血药浓度-时间关系式：

式中

在解两室模型微分方程组过程中，引入了?α?与?β?两个待定系数（详见附录二）。?α?和?β?可分别由下式表示：

在式9-5中，?α?、?β?、?A?、?B?常称之为混杂参数（hybridparameter），它们反映了两个指数项（分布相与消除相）的特征。?α?称为“快处置速度常数”，习惯上称为“分布速度常数”，因其主要由分布过程来决定。?β?称为“慢处置速度常数”，也称“消除速度常数”，其由消除过程所决定。一般?α??β?，药物的生物半衰期则由慢处置速度常数（?β?）来决定。?A?与?B?则分别为“分布相”与“消除相”两个指数项的系数。混杂参数由模型参数（?k?12?、?k?21?、?k?10?等）所构成。除上述混杂参数计算公式外，?α?、?β?与模型参数之间存在如下关系：

二、药物动力学参数的求算

由式9-5可看出，两室模型静脉注射血药浓度公式为双指数函数，其血药浓度-时间曲线如图9-2所示。一般要使用“残数法”来求算药物动力学参数。药物静注给药后，由测定的血药浓度数据先拟合出混杂参数，然后再进一步计算药物动力学隔室模型参数。

图9-2两室模型药物静脉注射给药的血药浓度-时间曲线

图9-