药物代谢动力学研究旨在阐明药物在体内的吸收、分布、代谢、排泄及其经时过程，它通过数学的手段定量地描述机体对药物的处置。药物在体内经历吸收(absorption)、分布(distribution)、代谢(metabolism)和排泄(excretion)过程的处置(如图13－1所示)，自始至终都处于动态变化之中，且药物的体内处置过程较为复杂，受到体内外诸多因素的影响。为了揭示药物在体内的动态变化规律性，常常要借助数学的方法来阐明体内药量随时间而变化的规律性，根据体内药量和时间的数据，建立一定的数学模型，求得相应的药动学参数，通过这些参数来描述药物体内过程的动态变化规律性。药物的药动学研究一方面可以帮助我们了解药物作用的规律性，阐明药物的作用和毒性产生的物质基础，进而指导临床制定合理的给药方案，提高用药的安全性和合理性;另一方面对新药的开发研究和评价也有一定的指导意义。
13.1.2.1 药物浓度－时间曲线
以时间为横坐标，以药物的药量(如体内药量、血药浓度、累计尿药量等)为纵坐标绘制的曲线，称为药物浓度－时间曲线(Drug Concentration–Time Curve)。如图13－2所示，药物浓度－时间曲线动态地反映了药物在体内的经时过程，通过数学模型进行曲线拟合可以获得相关的药代动力学参数。
图13－1 药物的体内过程
13.1.2.2 药峰时间和药峰浓度
药物经血管外给药吸收后出现的血药浓度最大值称为药峰浓度(C max)，达到药峰浓度所需的时间为药峰时间(t max)，如图13－2所示。两者是反映药物在体内吸收速率的两个重要指标，常被用于制剂吸收速率的质量评价。药物的吸收速度快，则其峰浓度高，达峰时间短，反之亦然，因此吸收速度是影响药物疗效或毒性的一个重要的因素。C max常用于阐述血药浓度水平和毒性反应之间的关系。
图13－2 药物浓度－时间曲线
13.1.2.3 药物浓度－时间曲线下面积
药物浓度－时间曲线下面积(Area Under the Curve，AUC)表示药物浓度－时间曲线下面积，它是评价药物吸收程度的一个重要指标，常被用于评价药物的吸收程度。AUC可用梯形面积法进行估算。
13.1.2.4 半衰期
药物的消除半衰期(Half life，t1/2)是指药物在血浆中最大浓度降低一半所需要的时间即为药物的半衰期。半衰期是判断药物在体内残留的重要参数。当体内药物经过5～6个半衰期，药物在体内基本消除。连续给药经5～6个半衰期药物基本达到稳态水平，药物达到稳态的时间与给药次数和给药间隔无关。半衰期一般用下式计算:
t1/2=
按半衰期的长短，常将药物分为4类。欲使超快消除类药物(半衰期≤1 h)在血浆中维持某一合适浓度，给药次数就得较其他类药物频繁些，但治疗指数大的药物可延长给药的间隔时间。为保证有效血药浓度的维持，无论超快或快速消除类(半衰期为1～4 h)，都以静脉滴注为宜，如氨苄青霉素半衰期为1～1.5 h，因此可以持续滴注。中等消除类(半衰期为4～8 h)可取半衰期的时间作为给药间隔，如磺胺异恶唑半衰期为6 h，因此每隔6 h给药一次，即每天给药4次;又如灭滴灵的半衰期为6～11.5 h，因此每天给药3次。消除慢(半衰期为8～12 h)的药物，如抗癫痫药扑痫酮半衰期为8±4.8 h，因此每天给药2～3次为宜;美西律半衰期是10～20 h，因此每天给药2次。还有极慢消除类(半衰期为＞24 h)可按每天给药1次。因为在给药间隔期间内，这类药物浓度的波动幅度决不会像快速消除类药物引起的幅度大，如磺胺甲基嘧啶半衰期为15～45 h，因此每天只给药1次。
13.1.2.5 稳态血药浓度
以一定的时间间隔，用相同的剂量多次给药，药物浓度在体内逐步增加。当药物的吸收速率与消除速率达到平衡时，血药浓度可维持在一定的水平内上下波动，该波动范围称之为稳态血药浓度(Steady－state plasma concentration，Css)，包括稳态峰值血药浓度(Cmax)ss和稳态谷值血药浓度(Cmin)ss。临床上进行治疗药物监测时，通常采集患者稳态谷浓度血样以判断药物的疗效，而稳态峰浓度通常用来判断药物的毒副作用。
13.1.2.6 表观分布容积
表观分布容积(apparent volume of distribution，Vd)是指药物在体内达到动态平衡时，体内药量与血药浓度的比值，其本身不代表真实的容积，因此没有直接的生理学意义，主要反映药物在体内分布的程度，其单位为L或L·kg－1。
药物的分布容积的大小取决于其脂溶性、膜通透性、组织分配系数及药物与血浆蛋白等生物物质的结合率等因素。如药物的血浆蛋白结合率高，则其组织分布较少，血药浓度高。我们可以根据体液的分布情况，由药物的分布容积粗略地推测其在体内的大致分布。例如一种药物的Vd为3～5 L左右，那么这种药物可能主要分布于血液并与血浆蛋白大量结合，如双香豆素、苯妥英钠和保泰松等;如一种药物的Vd为10～20 L左右，则说明这种药物主要分布于血浆和细胞外液，这类药物往往不易通过细胞膜，因此无法进入细胞内液，如溴化物和碘化物等;如一种药物的分布容积为40 L，则这个药物可以分布于血浆和细胞内、外液，表明其在体内的分布较广，如安替比林;有些药物的Vd非常大，可以达到100 L以上，这一体积已远远地超过了体液的总容积，这类药物在体内往往有特异性的组织分布，如硫喷妥钠具有较高的脂溶性，可以大量地分布于脂肪组织，而131 I可以大量地浓集于甲状腺，因而其分布容积也很大。由此可见我们可以通过分布容积来了解药物在体内的分布情况。
13.1.2.7 清除率
清除率(Clearance，CL)是指在单位时间内，从体内消除的药物的表观分布容积数，其单位为L·h－1或L·h－1·kg－1，表示从血中清除药物的速率或效率，它是反映药物从体内消除的另一个重要的参数。清除率Cl与消除速率常数k和分布容积之间的关系可用下式表示。
CL=k·Vd
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