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第四节　污染物的代谢动力学 一、基本概念 代谢动力学（toxicokinetics) 用数学方法研究毒物的吸收、分布、生物转化和排泄等代谢过程随时间变化的规律； 研究毒物代谢的量变的经时过程。 目的 了解毒物在体内的消长规律，为毒物的安全性评价提供依据。 一、基本概念 室(comparment) 将毒物被吸入血液后的复杂过程简化为一定的模式 将机体作为一个系统，按动力学特点分为若干部分，每个部分称为室。 划分依据 毒物转运速率是否近似 一、基本概念 一室模型 毒物转运速率高，能迅速与体内各组织达到平衡 二室(或多室)模型 毒物在不同组织和器官中的转运速率不同。 将血流丰富，能迅速与血液中毒物达到分布平衡的组织和器官，与血液一起被认为是中央室。 其它血流量少，毒物穿透速率慢，不能立即与血液中毒物达到平衡的器官，被称为周边室。 周边室可有一个或多个 大多数毒物在机体内的转运符合二室模型。 一、基本概念 毒物在体内消长的指数曲线 毒物在体内消除随时间而变化的曲线，呈指数曲线形式 消除速度dD/dt =-KD (或dc/dt = -Kc) K为常数；负号表示消除过程中毒物减少 微分方程求解：D=D0e-kt或c=c0e-kt D0为t0(零时间)的D；e为自然对数的底 两侧取对数，得对数线性回归方程： lgD=lgD0-kt/2.303或lgc=lgc0-kt/2.303 一、基本概念 消除动力学类型 毒物消除过程中所表现出的血浆浓度的衰减规律 dc/dt = -Kcn K代表消除速度常数，c代表体内毒物浓度 一级动力学过程，n=1 消除速率与毒物瞬间浓度成正比 通过简单扩散方式所进行的生物转运过程 零级动力学过程，n=0 消除速率与毒物的浓度无关 在主动转运过程中，当毒物达到一定浓度，相应的转运载体将完全饱和，转运的速率仅取决于载体的数量，且以一恒定的速率进行。 表观分布容积（Vd, apparent volume of distribution） Vd=D/c (L, ml 或L/kg, ml/kg) 式中：D，体内毒物总量；c，血浆中毒物浓度 Vd越大，表明毒物分布广泛，容易被组织吸收，或是毒物与生物高分子有大量结合，血浆中浓度低； Vd越小，表明毒物分布少，不易被组织吸收，血浆中浓度高。 一、基本概念 半减期（T1/2) /消除半衰期/生物半衰期 指一种毒物从体内或血浆或某一脏器中含量(浓度)减少一半所需要的时间 可表示毒物由机体消除的速度或机体对该毒物的消除能力 与消除速度常数(K)成反比; T1/2=0.693/K 高亲水性毒物，能迅速被代谢为水溶性化合物，生物半减期短；生化转化缓慢或不易被代谢的亲脂性毒物，生物半减期长。　　　 一、基本概念 消除速度常数(K) 表示单位时间内毒物由机体内消除的数量与机体内数量的比例常数 K=(dD/dt)/D 单位为时间的倒数 K=0.1 h-1，表示毒物每小时约有10%由体内消除 K越大，表明消除越快 　　　 一、基本概念 消除率(Cl, clearance rate) 单位时间内毒物消除量与血浆中毒物浓度之比 Cl=消除速率/血浆浓度＝dD/dt/c=KD/c=KVd L/h、L/min，ml/h、ml/min 按单位体重的表示方法比较准确，L/(kg*h) Cl对于一特定受检物来说，是不会随时间而改变的常数 反映了血浆消除毒物的能力 二、一室模型(单室模型) 二、一室模型(单室模型) 例题 磺溴酞(BSP)静脉推注0.01mg/g后，各时点测定结果见下表： 求：分布容积，消除率和半衰期 解： 首先以lgc对t拟合，求得直线回归方程： lgc=1.13-0.05t，又 求出C0、K，再求Vd=D0/C0，Cl=KVd，T1/2=0.693/K。 三、两室模型 假设： 毒物直接进入血液； 将机体分为中央室----表示血浆(或包括体液)，和周边室----表示组织脏器。 毒物进入血液后，迅速向中央室分布，浓度迅速下降，称为分布相(?－阶段)；此后，血浆毒物浓度缓慢下降，反映毒物从体内的排除过程，称为消除相(?－阶段)。 应用 　多数毒物在体内的运转符合两室模型。 三、两室模型 模型 三、两室模型 α和β分别为分布相和清除相的速率常数； 是由K12、K21、K10组成的复合常数； 与毒物的分布、消除和室间转运有关（α大于β）。 三、两室模型 设t时刻中央室毒物的浓度为C，则C1=CVd1，带入上面求解方程式，得到： 三、两室模型 αβ，所以当t足够大时 三、两室模型 应用下列参数计算公式，求得Vd1、K12、K21、K10 例题解答 例题解答 本部分重点