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飽和排除、酵素抑制與Phenytoin

科目:專技 - 藥劑學(包括生物藥劑學)|題數:17
飽和排除、酵素抑制與Phenytoin
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建立於 2026年10月25日

學習重點 掌握v=Vmax×C/(KM+C)、代數重排與作圖,區分低濃度一級、高濃度近似零級排除。 利用穩定狀態給藥速率與濃度求參數、調整劑量,並計算濃度相依的清除率。 分清「量速率」與「濃度速率」,用積分式計算排除一半所需時間。 多酵素途徑須分別計算速率後求比例;辨別各種抑制對KM與Vmax的影響。 Phenytoin重點是代謝飽和;levodopa重點是腸道轉運子飽和。 核心觀念 一、米氏方程式與濃度區間 v=Vmax×C/(KM+C)。Vmax為最大反應速率;KM是速率等於Vmax一半時的濃度。基本米氏模型下,KM較小通常表示較高的表觀親和力,但不能只憑KM判定哪條途徑排除較快。 條件速率判讀 C遠小於KMv約為(Vmax/KM)×C近似一級,濃度越高排除越快 C=KMv=Vmax/2半最大速率 C遠大於KMv約為Vmax近似零級,每單位時間排除量接近固定 例如Vmax=20 mg/L/h,C=3 mg/L時速率為10 mg/L/h,因為速率恰為一半,故KM=3 mg/L。 二、代數重排與圖形 作圖方式直線式斜率與截距 1/v對1/C1/v=(KM/Vmax)(1/C)+1/Vmax斜率KM/Vmax;Y截距1/Vmax;X截距−1/KM v對v/Cv=Vmax−KM×(v/C)斜率−KM;Y截距Vmax;X截距Vmax/KM C/v對CC/v=C/Vmax+KM/Vmax斜率1/Vmax;Y截距KM/Vmax 穩定狀態時,進入全身循環的速率R=排除速率,可將v換成R、C換成Css。口服每日劑量須先考慮生體可用率;題目採完全吸收或相同生體可用率的簡化模型時,再依題設計算。 R=Vmax×Css/(KM+Css)Css=KM×R/(Vmax−R) 單一路徑米氏排除模型須R小於Vmax,才有有限穩定濃度。R對Css為雙曲線,水平漸近線是Vmax;R=Vmax/2對應的Css才是KM。圖上標示某點時,須先看座標軸及輔助線,不能直接認定其座標就是Vmax或KM。 三、兩點法與Phenytoin劑量調整 將兩組資料代入R=Vmax−KM×R/Css,聯立即可求參數。例如每日300 mg對應25 mg/L、每日200 mg對應10 mg/L: 300=Vmax−12KM;200=Vmax−20KM。解得KM=12.5 mg/L,Vmax=450 mg/day。目標15 mg/L時,R=450×15/(12.5+15)=約245 mg/day。 若Vmax=300 mg/day,R=150 mg/day時Css=8 mg/L,則以總濃度表示的KM=8 mg/L;目標16 mg/L所需速率為200 mg/day。若改以未結合濃度表示,fu=0.4時,KM與目標濃度皆乘0.4,結果相同;不可只將其中一個濃度乘fu。 Phenytoin在常見治療濃度下可能呈容量限制型代謝。劑量由300增加至350 mg/day時,Css可不成比例上升、清除率下降、排除一半所需時間延長,達穩定狀態也較慢,不能用劑量比例直接預測濃度。 四、清除率與單位 若Vmax是量速率,例如mg/h,則CL(C)=v/C=Vmax/(KM+C);穩定狀態下CL=R/Css。例如200 mg/day÷16 mg/L=12.5 L/day=約0.52 L/h,這是依總濃度計算的清除率。 若Vmax是濃度速率,例如mg/L/h,須乘分布體積Vd,才是量速率:CL=Vd×Vmax/(KM+C)。低濃度下,前者的Vmax/KM具有清除率單位;後者的Vmax/KM則是速率常數,不能直接混用。 靜脈注射200 mg後初濃度10 mg/L,可得Vd=20 L。清除率仍須由圖中參數算出該濃度的排除速率,再除以10 mg/L;若CL為2 L/h,對應排除速率即20 mg/h=480 mg/day。 五、排除一半的積分式 固定Vd、單一路徑米氏排除時,若Vmax以mg/h表示: t=Vd×[(C₀−C)+KM×ln(C₀/C)]/Vmax。 若Vmax以mg/L/h表示,則不再乘Vd。排除一半時C=C₀/2,括號內為C₀/2+0.693KM。若改用體內量A,並以量表示米氏常數KA,則t=[(A₀−A)+KA×ln(A₀/A)]/Vmax。 KA=100 mg、Vmax=50 mg/h、初始量300 mg:t=(150+69.3)/50=約4.4 h。 KM=10 mg/L、Vmax=2.3 mg/L/h,給藥5 mg/kg、Vd=10 L/kg:C₀=0.5 mg/L,t=(0.25+6.93)/2.3=約3.1 h。 只有低濃度近似一級時,才可用固定的0.693/k計算半衰期。0.693×Vd/CL(C)不能當作飽和排除的精確半衰期,因為濃度下降時CL也持續改變。 六、酒精與飲料體積換算 0.01 g%=100 mg/L;0.05 g%=500 mg/L。以KM=100 mg/L、Vmax=12.8 mL酒精/h計算,血中500 mg/L時,速率=12.8×500/600=約10.67 mL酒精/h。換成2%(v/v)啤酒,須再除以0.02,得約530 mL啤酒/h。 血中525 mg/L時,速率=12.8×525/625=約10.75 mL酒精/h。呼氣與血液濃度若有題設換算,依題設使用;代入米氏式的血中濃度須與KM同單位。 七、多酵素途徑與內生性清除率 各途徑分別算vᵢ=Vmaxᵢ×C/(KMᵢ+C),再求vᵢ/總速率。以CYP2D6的Vmax=100、KM=200;CYP3A4的Vmax=10、KM=2為例,速率單位皆為mg/L/h: C(mg/L)2D6速率3A4速率2D6:3A4比例 52.447.14約25%:75% 209.099.0950%:50% 50209.62約67.5%:32.5% 兩途徑都處於低濃度區時,比較Vmax/KM;兩者均接近飽和時,比較Vmax。低KM不保證排除占比一定最高。不同參數表須重新計算,不能將另一組資料所得的82%與18%套入上表。 八、酵素抑制與轉運飽和 抑制類型表觀KMVmax雙倒數圖 競爭型增加不變交於Y軸 純非競爭型不變降低交於X軸 反競爭型同比例降低降低平行線 混合型可增可減降低依參數判讀 競爭型可提高受質濃度克服;純非競爭型無法藉此恢復Vmax。Levodopa非線性藥動學的考點是腸道轉運子飽和;腸道吸收容量有限,可使劑量增加時吸收量不成比例增加,與phenytoin的排除飽和不同。 常考陷阱 「分母為KM−C」:錯;米氏式分母為KM+C,可用C=KM時速率應為Vmax/2檢查。 「濃度加倍,給藥速率必須加倍」:錯;飽和排除須代入米氏式。 「Vmax最大者一定是主要代謝途徑」:錯;須同時考慮KM與指定濃度。 「飽和排除有固定半衰期」:錯;排除一半所需時間取決於起始濃度。 「每日速率直接得到每小時清除率」:錯;L/day轉L/h須除以24。 「酒精代謝體積就是啤酒體積」:錯;還須除以飲料的酒精體積分率。 「非競爭型一律KM不變」:須確認是純非競爭型;混合型的KM可能改變。 記憶口訣 低一高零,半速見KM。 低濃比Vmax/KM,高濃比Vmax。 Phenytoin加量:濃度升、清除降、半衰長、穩態慢。 競爭升KM,純非競降Vmax,反競兩者同比降。

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