《03 药理学》

　　本课程由中山大学王雪兰老师主讲，药理学(pharmacology)是研究药物与机体相互作用及其规律和作用机制的一门学科。药理学pharmacology 主要指研究有关使用化学物质治疗疾病时引起机体机能变化机制的学问。德国人施米德贝尔（O．schmiedeberg，1838—1921）首创的实验药理学成为近代药理学的基础。药物同毒物有时也难于严密区分，药理学实际上也以毒物为研究对象，因此把药理学中特别关于医药治疗方面的应用作为药物学（原意为药饵学），与以毒物为对象的毒物学（toxicology），相区别。
一、药理学三大任务(三大范畴)：
　　第一，药理是医学院校必修的一门课，指导临床用药。
　　第二，评价药物疗效以及在经济上面和其他方面有些什么不同。
　　第三，药理学是生命科学的重要组成部分。这里面有两个方面：一方面药物通常除了指导临床用药，还有工具药，进一步用于研究，对学术发展有极大的推动作用；第二药物研究本身就是生命科学重要的部分。这一点我想从诺贝尔获得者的比例来讲，诺贝尔获得者在药理学或者是药物获得者占30％以上，这就说明药理学在生命科学中重要地位。比如说五十年来、九十年代等药理的发现，这些对人类都有极大的提高，同时对科学有极大的发展。
　　【药理学的作用】
　　一个是药物如何影响机体，我们称之为药物效力动力学。还有一方面，这是指药物如何影响机体。那么药物进入机体以后，对机体是一个异物，机体反过来影响药物，那么机体如何影响药物也是药理学研究的题目，叫做药物代谢动力学，所以是两个方面，一般药物效力动力学比药物代谢动力学研究多，近年来随着新药更多的研发，以及药物更合理的药物，那么药物代谢动力学的研究也是越来越多。
　　随着学科的不断分支，药理学也出现了分支。例如：兽医药理学，专门研究畜禽类药物以及其对畜禽相互作用。
二、药理学发展简史：
　　1、早期的经验积累，如：
　　★公元一世纪的《神农本草经》，收载药物365种，许多药物的作用和应用被现代医学承认。
　　★唐代的《新修本草》，是我国第一部药典，收载药物884种。
　　★明朝李时珍的《本草纲目》，是一科学巨著，历时27载，全书190万字、共52卷、收载药物1892种、方剂11000多条、插图1160幅。全世界广为传播，是药物发展史上的光辉一页。
　　2、相关学科的发展
　　★天然药物活性成分的提取：如吗啡、奎宁、阿托品、依米丁、士的宁、可卡因等。
　　★化学、生理学的进展促成了药理学的诞生，R. Buchheim创建了药理学学科，成为全世界第一位药理学教授。
　　★药理学与相关学科相互渗透，彼此借鉴和促进，已衍生出许多分支学科。
三、药理学在新药研究与开发中的地位
　　新药的定义：指化学结构、药品组分或药理作用不同于现有药品的药物。新药研究过程大致可分为临床前研究、临床研究和上市后药物监测(post-marketing surveillance )三个阶段。
　　临床前研究由药化学和药理学两部分内容组成，前者包括药物制备工艺路线、理化性质及质量控制标准等，后者包括以符合《实验动物管理条例》（1998年，中华人民共和国科技部）的实验动物为研究对象的药效学、药代动力学及毒理学研究，目的在于保证用药的安全、有效、可控。临床前药理研究是整个新药评价系统工程中不可逾越的桥梁阶段，其所获结论对新药从实验研究过渡到临床应用具有重要价值。
　　新药的临床研究一般分为四期。Ⅰ期临床试验是在正常成年志愿者身上进行初步的临床药理学及人体安全性评价试验，是新药人体试验的起始阶段，为后续研究提供科学依据。I期：开放，20~30例，摸索剂量。Ⅱ期临床试验为随机双盲对照临床试验，目的是选定最佳临床应用方案。II期：盲法、随机，≥100对。Ⅲ期临床试验是新药批准上市前，试生产期间，扩大的多中心临床试验，目的在于对新药的有效性、安全性进行社会性考察。新药通过该期临床试验后，方能被批准生产、上市。III期：盲法、随机，≥300例。Ⅳ期临床试验是上市后在社会人群大范围内继续进行的受试新药安全性和有效性评价，在广泛长期使用的条件下考察疗效和不良反应，该期对最终确立新药的临床价值有重要意义。IV期：开放，＞2000例。
四、药理学基础理论
　　一、药物的基本作用
　　（一）药理作用与药理效应
　　1.药物作用 指药物与机体细胞间的初始作用，是动因，是分子反应机制，有其特异性。
　　2.药理效应 药物作用的结果，是机体反应的表现，对不同脏器有其选择性。最基本的药理学效应包括兴奋和抑制。
　　3.药理效应的选择性 即药理效应的专一性，是药物引起机体产生效应的范围。是药物分类的依据，又是临床用药时指导用药和拟定治疗剂量的依据。药物的选择性与药物本身的化学结构有关。
　　4.药物作用具有两重性
　　（1）治疗作用：指药物所引起的符合用药目的作用。
　　（2）不良反应：指那些不符合药物治疗目的、并给患者带来痛苦或危害的反应。
　　（二）药物的治疗作用
　　1.定义 凡符合用药目的或达到防治效果的作用称为治疗作用。
　　2.分类 按治疗目的分为：
　　（1）对因治疗：针对病因治疗称为对因治疗，也称治本。用药目的在于消除原发致病因子，彻底治愈疾病。
　　（2）对症治疗：用药物改善疾病症状，但不能消除病因，称对症治疗，也称治标。用药目的在于改善症状。
　　（三）药物的不良反应
　　凡不符合药物治疗目的并给患者带来病痛或危害的反应称为不良反应。一般是可以预知的，且停药后可以自行恢复。
　　1.副作用 药物在治疗剂量时出现的与治疗目的无关的作用，一般不严重，难以避免。
　　2.毒性反应用药剂量过大或用药时间过长，药物在体内蓄积过多引起的严重不良反应，一般比较严重，可以预知和可避免的。分为：
　　（1）急性毒性：短期内过量用药而立即发生的毒性。
　　（2）慢性毒性：长期用药在体内蓄积而逐渐发生的毒性。致癌、致畸胎、致突变三致反应也属于慢性毒性范畴。
　　3.后遗效应 指停药后血药浓度已降至阈浓度以下时残存的生物效应。
　　4.停药反应 突然停药后原有疾病的加剧，义称反跳反应。
　　5.变态反应（过敏反应） 是药物引起的免疫病理反应。
　　6.特异质反应 某些药物町使少数患者出现特异性的不良反应，是一种遗传性生化缺陷。
　　7.继发反应 由于药物治疗作用引起的小良反应，又称治疗矛盾。
　　二、药物的量效关系
　　（一）剂量的概念
　　1.最小有效量（阈剂量或阈浓度） 出现疗效所需的最小剂量。
　　2.治疗量指药物的常用量，是临床常用的有效剂量范围，一般为介于最小有效量和极量之间的量。
　　3.极量：引起最大效应而不发生中毒的剂量（即安全用药的极限）。
　　4.常用量 比阈剂量大，比极量小的剂量。一般情况下治疗量不应超过极量。来源：考试大
　　5.最小中毒量超过极量，刚引起轻度中毒的量。
　　6.半数致死量（LD50）：引起半数动物死亡的剂量。
　　（二）量效关系及量效反应曲线
　　1.量反应药理效应呈连续增减的量变，可用数或量的分级表示，如血压升降、平滑肌舒缩等。
　　（1）效价强度：药物达一定药理效应所需的剂量，反映药物与受体的亲和力，其值越小则强度越大。常用产生50％最大效应时的剂量来表示，称半数有效量（ED50）。
　　（2）效能：药物达最大药理效应的能力（增加浓度或剂量而效应量不再继续上升），反映药物的内在活性。
　　（3）药物的最大效能与效应强度含意完全不同，二者并不平行。
　　2.质反应 药理效应表现出反应性质的变化，只能用全或无，阳性或阴性表示，如死亡与生存、惊厥与不惊厥等。
　　（三）药物的时间一效应关系药物的效应随时问而变化的过程称为药物的时效关系。药物的经时过程分为：潜伏期、持续期、残留期。
　　三、药物的构效关系
　　构效关系（SAR）是指药物的结构与药理活性或毒性之间的关系。实验证明，化学结构相似的药物与相同的靶点可通过分子间的相互作用而作用而结合，引起相似或相反的效应。药物与靶点之间相互作用存在必需的基本结构，如逐渐改变其骨架长短、侧链基团、立体异构或几何异构等均可能影响药物的药效学和药动学性质，进而影响药效乃至毒性。因此，构效关系是药理学的重要概念，对于深入认识药物的作用机制，比较同类新、老药物的结构及效应的发展趋势；对于新药研制，定向设计药物结构；对于从本质上学习、掌握药物作用和指导临床合理用药都有重要意义。
　　SAR的阐明始于磺胺药的发现和后续研究工作。为了定向研制更好的药物，大量的磺胺结构类似物被合成和进行对比实验，从而认识到分子结构与药理活性之间的关系存在内在规律性，人们开始对药物的SAR有了初步的认识。随后，SAR的研究经发展为统计回归分析的定量结构活性关系（QSAR）研究，目前已应用高性能计算机辅助进行三维定量结构活性关系（3DQSAR）研究，即所谓的计算机辅助药物设计，极大地提高了药物研发的效率。随着对受体结构信息和药物三维结构认识的不断深入，分析药物分子三维结构与受体作用的相互关系，将更加深入地揭示药物与受体相互作用的机制。
　　四、药物安全性评价
　　1.治疗指数半数敛死量和半数有效量的比值（LD50／ED50），比值越大相对安全性越大，反之越小。该指标的药物效应及毒性反应性质不明确，这一安全指标并不可靠。
　　2.安全范围 是ED95～TD5之间的距离，其值越大越安全。药物的安全性与药物剂量（或浓度）有关。
　　3.安全指数LD5／ED95 4.安全界限 （LD1一ED99）／ED99。
　　五、药物的作用机制★药物可通过以下方面产生药理效应：
　　1.改变细胞周围环境的理化性质。
　　2.补充机体所缺乏的各种物质。
　　3.影响神经递质或激素。
　　4.作用于特定靶点受体、酶、离子通道、载体、核酸、免疫系统和基因等。
　　5.非特异性作用药物作用主要与其理化性质有关，而不依赖于化学结构，并无特异性作用机制。
　　6.参与或干扰细胞代谢。
　　7.影响生理物质的转运.
　　8.基因治疗。
　　六、受体学说
　　（一）受体的概念和特性
　　1.受体为糖蛋白或脂蛋白，存在于细胞膜、细胞浆或细胞核内，能识别周围环境中某种微量化学物质，与药物相结合并能传递信息和引起效应的细胞成分。
　　2.配体能与受体特异性结合的物质，分为内源性配体和外源性配体。
　　3.受体的特征①饱和性；②高灵敏度；③可逆性；①高亲和性；⑤多样性。
　　（二）受体的类型
　　根据受体蛋白结构、信息传导过程、效应性质、受体位置等特点，受体分为四类：
　　1.离子通道受体。
　　2.G一蛋白偶联受体。
　　3.酪氨酸激酶受体。
　　4.细胞内受体。
　　（三）药物与受体的相互作用
　　根据药物的亲和力和内在活性，可将药物分为激动药与拮抗药。
　　1.激动药 能与受体结合并激动受体而产生相应的效应，与受体有亲和力和内在活性。
　　（1）完全激动药：具有较强的亲和力和内在活性（α＝1）。
　　（2）部分激动药：与受体有较强的亲和力和较弱的内在活性（α<1）。
　　2.拮抗药 能阻断受体活性的配体，与受体有较强的亲和力，但无内在活性（α＝0）。
　　（1）竞争性拮抗药：能与激动药互相竞争同一受体，与受体可逆结合，量效反应曲线平行右移，斜率和高度（Emax）不变。
　　（2）非竞争性拮抗药：不与激动药互相竞争同一受体，或与受体不可逆结合，量效反应曲线右移，斜率降低，高度（Emax）压低。
　　（四）药物与受体相互作用后的信号转导第二信使：配体作用于受体后，可诱导产生一些细胞内的化学物质，可作为细胞内信号的传递物质，将信号进一步传递至下游的信号转导蛋白，故称之为第二信使。
　　现已确定的第二信使包括：环磷腺苷（cAMP）、环磷鸟苷（cGMP）、磷酸肌醇（IP3）、甘油二酯（DG）和钙离子。