藥理學(xué)
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藥理學(xué)(pharmacology)是研究藥物與機(jī)體(包括病原體)之間相互作用及其規(guī)律和作用機(jī)制的一門學(xué)科。藥理學(xué)pharmacology 主要指研究有關(guān)使用化學(xué)物質(zhì)治療疾病時引起機(jī)體機(jī)能變化機(jī)制的學(xué)問。德國人施米德貝爾(1838—1921)首創(chuàng)的實驗藥理學(xué)成為近代藥理學(xué)的基礎(chǔ)。藥物同毒物有時也難于嚴(yán)密區(qū)分,藥理學(xué)實際上也以毒物為研究對象,因此把藥理學(xué)中特別關(guān)于醫(yī)藥治療方面的應(yīng)用作為藥物學(xué)(原意為藥餌學(xué)),與以毒物為對象的毒物學(xué)(toxicology),相區(qū)別。
第一,藥理是醫(yī)學(xué)院校必修的一門課,指導(dǎo)臨床用藥。
第二,評價藥物療效以及在經(jīng)濟(jì)上面和其他方面有些什么不同。
第三,藥理學(xué)是生命科學(xué)的重要組成部分。這里面有兩個方面:一方面藥物通常除了指導(dǎo)臨床用藥,還有工具藥,進(jìn)一步用于研究,對學(xué)術(shù)發(fā)展有極大的推動作用;第二藥物研究本身就是生命科學(xué)重要的部分。這一點(diǎn)我想從諾貝爾獲得者的比例來講,諾貝爾獲得者在藥理學(xué)或者是藥物獲得者占30%以上,這就說明藥理學(xué)在生命科學(xué)中重要地位。比如說五十年來、九十年代等藥理的發(fā)現(xiàn),這些對人類都有極大的提高,同時對科學(xué)有極大的發(fā)展。
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藥理學(xué)的作用
一個是藥物如何影響機(jī)體,我們稱之為藥物效力動力學(xué)。還有一方面,這是指藥物如何影響機(jī)體。那么藥物進(jìn)入機(jī)體以后,對機(jī)體是一個異物,機(jī)體反過來影響藥物,那么機(jī)體如何影響藥物也是藥理學(xué)研究的題目,叫做藥物代謝動力學(xué),所以是兩個方面,一般藥物效力動力學(xué)比藥物代謝動力學(xué)研究多,近年來隨著新藥更多的研發(fā),以及藥物更合理的藥物,那么藥物代謝動力學(xué)的研究也是越來越多。
隨著學(xué)科的不斷分支,藥理學(xué)也出現(xiàn)了分支。例如:獸醫(yī)藥理學(xué),專門研究畜禽類藥物以及其對畜禽相互作用。
藥理學(xué)發(fā)展簡史
1、早期的經(jīng)驗積累,如:
★公元一世紀(jì)的《神農(nóng)本草經(jīng)》,收載藥物365種,許多藥物的作用和應(yīng)用被現(xiàn)代醫(yī)學(xué)承認(rèn)。
★唐代的《新修本草》,是我國第一部藥典,收載藥物884種。
★明朝李時珍的《本草綱目》,是一科學(xué)巨著,歷時27載,全書190萬字、共52卷、收載藥物1892種、方劑11000多條、插圖1160幅。全世界廣為傳播,是藥物發(fā)展史上的光輝一頁。
2、相關(guān)學(xué)科的發(fā)展
★天然藥物活性成分的提?。喝?a href="/w/%E5%90%97%E5%95%A1" title="嗎啡">嗎啡、奎寧、阿托品、依米丁、士的寧、可卡因等。
★化學(xué)、生理學(xué)的進(jìn)展促成了藥理學(xué)的誕生,R. Buchheim創(chuàng)建了藥理學(xué)學(xué)科,成為全世界第一位藥理學(xué)教授。
★藥理學(xué)與相關(guān)學(xué)科相互滲透,彼此借鑒和促進(jìn),已衍生出許多分支學(xué)科。
藥理學(xué)在新藥研究與開發(fā)中的地位
新藥的定義:指化學(xué)結(jié)構(gòu)、藥品組分或藥理作用不同于現(xiàn)有藥品的藥物。新藥研究過程大致可分為臨床前研究、臨床研究和上市后藥物監(jiān)測(post-marketing surveillance )三個階段。
臨床前研究由藥化學(xué)和藥理學(xué)兩部分內(nèi)容組成,前者包括藥物制備工藝路線、理化性質(zhì)及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)等,后者包括以符合《實驗動物管理條例》(1998年,中華人民共和國科技部)的實驗動物為研究對象的藥效學(xué)、藥代動力學(xué)及毒理學(xué)研究,目的在于保證用藥的安全、有效、可控。臨床前藥理研究是整個新藥評價系統(tǒng)工程中不可逾越的橋梁階段,其所獲結(jié)論對新藥從實驗研究過渡到臨床應(yīng)用具有重要價值。
新藥的臨床研究一般分為四期。Ⅰ期臨床試驗是在正常成年志愿者身上進(jìn)行初步的臨床藥理學(xué)及人體安全性評價試驗,是新藥人體試驗的起始階段,為后續(xù)研究提供科學(xué)依據(jù)。I期:開放,20~30例,摸索劑量。Ⅱ期臨床試驗為隨機(jī)雙盲對照臨床試驗,目的是選定最佳臨床應(yīng)用方案。II期:盲法、隨機(jī),≥100對。Ⅲ期臨床試驗是新藥批準(zhǔn)上市前,試生產(chǎn)期間,擴(kuò)大的多中心臨床試驗,目的在于對新藥的有效性、安全性進(jìn)行社會性考察。新藥通過該期臨床試驗后,方能被批準(zhǔn)生產(chǎn)、上市。III期:盲法、隨機(jī),≥300例。Ⅳ期臨床試驗是上市后在社會人群大范圍內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行的受試新藥安全性和有效性評價,在廣泛長期使用的條件下考察療效和不良反應(yīng),該期對最終確立新藥的臨床價值有重要意義。IV期:開放,>2000例。
藥理學(xué)基礎(chǔ)理論
一、藥物的基本作用
(一)藥理作用與藥理效應(yīng)
1.藥物作用 指藥物與機(jī)體細(xì)胞間的初始作用,是動因,是分子反應(yīng)機(jī)制,有其特異性。
2.藥理效應(yīng) 藥物作用的結(jié)果,是機(jī)體反應(yīng)的表現(xiàn),對不同臟器有其選擇性。最基本的藥理學(xué)效應(yīng)包括興奮和抑制。
3.藥理效應(yīng)的選擇性 即藥理效應(yīng)的專一性,是藥物引起機(jī)體產(chǎn)生效應(yīng)的范圍。是藥物分類的依據(jù),又是臨床用藥時指導(dǎo)用藥和擬定治療劑量的依據(jù)。藥物的選擇性與藥物本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。
4.藥物作用具有兩重性
(1)治療作用:指藥物所引起的符合用藥目的作用。
(2)不良反應(yīng):指那些不符合藥物治療目的、并給患者帶來痛苦或危害的反應(yīng)。
(二)藥物的治療作用
1.定義 凡符合用藥目的或達(dá)到防治效果的作用稱為治療作用。
2.分類 按治療目的分為:
(1)對因治療:針對病因治療稱為對因治療,也稱治本。用藥目的在于消除原發(fā)致病因子,徹底治愈疾病。
(2)對癥治療:用藥物改善疾病癥狀,但不能消除病因,稱對癥治療,也稱治標(biāo)。用藥目的在于改善癥狀。
(三)藥物的不良反應(yīng)
凡不符合藥物治療目的并給患者帶來病痛或危害的反應(yīng)稱為不良反應(yīng)。一般是可以預(yù)知的,且停藥后可以自行恢復(fù)。
1.副作用 藥物在治療劑量時出現(xiàn)的與治療目的無關(guān)的作用,一般不嚴(yán)重,難以避免。
2.毒性反應(yīng)用藥劑量過大或用藥時間過長,藥物在體內(nèi)蓄積過多引起的嚴(yán)重不良反應(yīng),一般比較嚴(yán)重,可以預(yù)知和可避免的。分為:
(1)急性毒性:短期內(nèi)過量用藥而立即發(fā)生的毒性。
(2)慢性毒性:長期用藥在體內(nèi)蓄積而逐漸發(fā)生的毒性。致癌、致畸胎、致突變?nèi)路磻?yīng)也屬于慢性毒性范疇。
3.后遺效應(yīng) 指停藥后血藥濃度已降至閾濃度以下時殘存的生物效應(yīng)。
4.停藥反應(yīng) 突然停藥后原有疾病的加劇,亦稱反跳反應(yīng)。
5.變態(tài)反應(yīng)(過敏反應(yīng)) 是藥物引起的免疫病理反應(yīng)。
6.特異質(zhì)反應(yīng) 某些藥物町使少數(shù)患者出現(xiàn)特異性的不良反應(yīng),是一種遺傳性生化缺陷。
7.繼發(fā)反應(yīng) 由于藥物治療作用引起的小良反應(yīng),又稱治療矛盾。
二、藥物的量效關(guān)系
(一)劑量的概念
1.最小有效量(閾劑量或閾濃度) 出現(xiàn)療效所需的最小劑量。
2.治療量指藥物的常用量,是臨床常用的有效劑量范圍,一般為介于最小有效量和極量之間的量。
鞠福建
5.最小中毒量超過極量,剛引起輕度中毒的量。
6.半數(shù)致死量(LD50):引起半數(shù)動物死亡的劑量。
(二)量效關(guān)系及量效反應(yīng)曲線
1.量反應(yīng)藥理效應(yīng)呈連續(xù)增減的量變,可用數(shù)或量的分級表示,如血壓升降、平滑肌舒縮等。
(1)效價強(qiáng)度:藥物達(dá)一定藥理效應(yīng)所需的劑量,反映藥物與受體的親和力,其值越小則強(qiáng)度越大。常用產(chǎn)生50%最大效應(yīng)時的劑量來表示,稱半數(shù)有效量(ED50)。
(2)效能:藥物達(dá)最大藥理效應(yīng)的能力(增加濃度或劑量而效應(yīng)量不再繼續(xù)上升),反映藥物的內(nèi)在活性。
(3)藥物的最大效能與效應(yīng)強(qiáng)度含意完全不同,二者并不平行。
2.質(zhì)反應(yīng) 藥理效應(yīng)表現(xiàn)出反應(yīng)性質(zhì)的變化,只能用全或無,陽性或陰性表示,如死亡與生存、驚厥與不驚厥等。
(三)藥物的時間一效應(yīng)關(guān)系藥物的效應(yīng)隨時問而變化的過程稱為藥物的時效關(guān)系。藥物的經(jīng)時過程分為:潛伏期、持續(xù)期、殘留期。
三、藥物的構(gòu)效關(guān)系
構(gòu)效關(guān)系(SAR)是指藥物的結(jié)構(gòu)與藥理活性或毒性之間的關(guān)系。實驗證明,化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的藥物與相同的靶點(diǎn)可通過分子間的相互作用而作用而結(jié)合,引起相似或相反的效應(yīng)。藥物與靶點(diǎn)之間相互作用存在必需的基本結(jié)構(gòu),如逐漸改變其骨架長短、側(cè)鏈基團(tuán)、立體異構(gòu)或幾何異構(gòu)等均可能影響藥物的藥效學(xué)和藥動學(xué)性質(zhì),進(jìn)而影響藥效乃至毒性。因此,構(gòu)效關(guān)系是藥理學(xué)的重要概念,對于深入認(rèn)識藥物的作用機(jī)制,比較同類新、老藥物的結(jié)構(gòu)及效應(yīng)的發(fā)展趨勢;對于新藥研制,定向設(shè)計藥物結(jié)構(gòu);對于從本質(zhì)上學(xué)習(xí)、掌握藥物作用和指導(dǎo)臨床合理用藥都有重要意義。
SAR的闡明始于磺胺藥的發(fā)現(xiàn)和后續(xù)研究工作。為了定向研制更好的藥物,大量的磺胺結(jié)構(gòu)類似物被合成和進(jìn)行對比實驗,從而認(rèn)識到分子結(jié)構(gòu)與藥理活性之間的關(guān)系存在內(nèi)在規(guī)律性,人們開始對藥物的SAR有了初步的認(rèn)識。隨后,SAR的研究經(jīng)發(fā)展為統(tǒng)計回歸分析的定量結(jié)構(gòu)活性關(guān)系(QSAR)研究,目前已應(yīng)用高性能計算機(jī)輔助進(jìn)行三維定量結(jié)構(gòu)活性關(guān)系(3DQSAR)研究,即所謂的計算機(jī)輔助藥物設(shè)計,極大地提高了藥物研發(fā)的效率。隨著對受體結(jié)構(gòu)信息和藥物三維結(jié)構(gòu)認(rèn)識的不斷深入,分析藥物分子三維結(jié)構(gòu)與受體作用的相互關(guān)系,將更加深入地揭示藥物與受體相互作用的機(jī)制。
四、藥物安全性評價
1.治療指數(shù)半數(shù)斂死量和半數(shù)有效量的比值(LD50/ED50),比值越大相對安全性越大,反之越小。該指標(biāo)的藥物效應(yīng)及毒性反應(yīng)性質(zhì)不明確,這一安全指標(biāo)并不可靠。
2.安全范圍 是ED95~TD5之間的距離,其值越大越安全。藥物的安全性與藥物劑量(或濃度)有關(guān)。
3.安全指數(shù)LD5/ED95 4.安全界限 (LD1一ED99)/ED99。
五、藥物的作用機(jī)制★藥物可通過以下方面產(chǎn)生藥理效應(yīng):
1.改變細(xì)胞周圍環(huán)境的理化性質(zhì)。
2.補(bǔ)充機(jī)體所缺乏的各種物質(zhì)。
3.影響神經(jīng)遞質(zhì)或激素。
4.作用于特定靶點(diǎn)受體、酶、離子通道、載體、核酸、免疫系統(tǒng)和基因等。
5.非特異性作用藥物作用主要與其理化性質(zhì)有關(guān),而不依賴于化學(xué)結(jié)構(gòu),并無特異性作用機(jī)制。
6.參與或干擾細(xì)胞代謝。
7.影響生理物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn).
8.基因治療。
(一)受體的概念和特性
1.受體為糖蛋白或脂蛋白,存在于細(xì)胞膜、細(xì)胞漿或細(xì)胞核內(nèi),能識別周圍環(huán)境中某種微量化學(xué)物質(zhì),與藥物相結(jié)合并能傳遞信息和引起效應(yīng)的細(xì)胞成分。
2.配體能與受體特異性結(jié)合的物質(zhì),分為內(nèi)源性配體和外源性配體。
3.受體的特征①飽和性;②高靈敏度;③可逆性;①高親和性;⑤多樣性。
(二)受體的類型
根據(jù)受體蛋白結(jié)構(gòu)、信息傳導(dǎo)過程、效應(yīng)性質(zhì)、受體位置等特點(diǎn),受體分為四類:
1.離子通道受體。
2.G一蛋白偶聯(lián)受體。
4.細(xì)胞內(nèi)受體。
(三)藥物與受體的相互作用
根據(jù)藥物的親和力和內(nèi)在活性,可將藥物分為激動藥與拮抗藥。
1.激動藥 能與受體結(jié)合并激動受體而產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng),與受體有親和力和內(nèi)在活性。
(1)完全激動藥:具有較強(qiáng)的親和力和內(nèi)在活性(α=1)。
(2)部分激動藥:與受體有較強(qiáng)的親和力和較弱的內(nèi)在活性(α<1)。
2.拮抗藥 能阻斷受體活性的配體,與受體有較強(qiáng)的親和力,但無內(nèi)在活性(α=0)。
(1)競爭性拮抗藥:能與激動藥互相競爭同一受體,與受體可逆結(jié)合,量效反應(yīng)曲線平行右移,斜率和高度(Emax)不變。
(2)非競爭性拮抗藥:不與激動藥互相競爭同一受體,或與受體不可逆結(jié)合,量效反應(yīng)曲線右移,斜率降低,高度(Emax)壓低。
(四)藥物與受體相互作用后的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)第二信使:配體作用于受體后,可誘導(dǎo)產(chǎn)生一些細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)物質(zhì),可作為細(xì)胞內(nèi)信號的傳遞物質(zhì),將信號進(jìn)一步傳遞至下游的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白,故稱之為第二信使。
現(xiàn)已確定的第二信使包括:環(huán)磷腺苷(cAMP)、環(huán)磷鳥苷(cGMP)、磷酸肌醇(IP3)、甘油二酯(DG)和鈣離子?! ?/p>
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