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General Pharmacology — Study Notes
第一章「藥理學總論」的完整講義。其他章節請申請會員後閱讀。
藥理學導論、藥物命名與來源
Introduction, Drug Nomenclature & Drug Sources
出處:Handbook Ch 1 (pp. 1–2);VPT 10e Ch 1 (pp. 3–7);LJ 5e Ch 7 (p. 153);Plumb 10e: Propranolol (p. 1086);Plumb 10e: Rifampin (p. 1118)
界定藥理學(pharmacology)、藥物動力學(PK)、藥效學(PD)、治療學(therapeutics)與毒理學(toxicology)的核心範疇;區分化學名(chemical name)、學名/非專利名(generic / nonproprietary name, USAN/INN)與商品名(proprietary / trade name),並掌握天然植物生物鹼(alkaloids)、配醣體(glycosides)、微生物發酵產物(antibiotics)與半合成/全合成藥物的來源差異。
核心機轉
- 藥物命名分層:化學名描述分子結構;學名(generic name)為國際通用科學名稱(同類常具共同字尾,如 -olol、-pril、-caine);商品名(trade name,標註 ®)為特定廠商製劑名稱。
- 植物與天然物來源:atropine來自顛茄(Atropa belladonna);digitoxin與digoxin為強心配醣體(cardiac glycoside)(cardiac glycosides);morphine源於罌粟(Papaver somniferum);長春花鹼(vinblastine)與長春新鹼(vincristine)源自長春花(Catharanthus roseus);紫杉醇(paclitaxel)源自太平洋紫杉(Taxus brevifolia)。
- 微生物來源與抗菌藥區別:「抗生素(antibiotic)」嚴格定義為微生物(真菌、放線菌如 Streptomyces spp.、細菌)產生並抑制其他微生物的物質,例如紅黴素(erythromycin,源自 Saccharopolyspora erythraea)、多소比星(doxorubicin,源自 Streptomyces peucetius);全合成抗菌藥(如fluoroquinolone 類 fluoroquinolones、磺胺類 sulfonamides)則統稱抗微生物劑(antimicrobials)。
關鍵公式與表格
- 藥物分類對照:Alkaloids(鹼性含氮植物成分,常製成水溶性鹽類)vs. Glycosides(含糖基與非糖基 aglycone/genin,如 digoxin)
- 微生物來源代表:Penicillium(penicillins)、Streptomyces(aminoglycosides 寫法 -mycin、tetracyclines、doxorubicin)、Micromonospora(gentamicin、amikacin 寫法 -micin)
物種差異
- 不同物種對天然配醣體與生物鹼的耐受度差異極大:貓對多數酚類(phenols)與植物精油(essential oils)缺乏葡萄醣醛酸轉移酶(UGT1A6),易發生蓄積中毒。
常見陷阱
- 誤將全合成藥物(如 enrofloxacin、trimethoprim)歸類為天然發酵抗生素,或混淆長春花鹼(vinblastine,長春花來源)與紫杉醇(paclitaxel,紫杉來源)、依托泊苷(etoposide,鬼臼毒素衍生物)。
- 注意 111-05 國考題疑義:doxorubicin 雖臨床用於抗腫瘤,但本質上由 Streptomyces peucetius 產生,屬蒽環類抗生素(anthracycline antibiotic)。
對應國考題:2 題有完整詳解(見國考題詳解頁)
藥物劑型、賦形劑與給藥途徑
Dosage Forms, Excipients & Routes of Administration
出處:Handbook Ch 1 (pp. 2–4);VPT 10e Ch 2 (pp. 8–16), Ch 5 (pp. 87–110), Ch 56, Ch 59;LJ 5e Ch 7 (pp. 157–158);LJ 5e Ch 7 (p. 174);Plumb 10e: Lidocaine (Intravenous; Systemic) (p. 756)
解析固體、液體、半固體與控釋劑型的製劑學原理(pharmaceutics),賦形劑(excipients)的功能與安全性,以及口服(PO)、舌下/口腔黏膜、直腸、靜脈(IV)、肌肉(IM)、皮下(SC)、腹腔(IP)、吸入與經皮(transdermal)等給藥途徑對吸收速率與生體可用率(bioavailability)的影響。
核心機轉
- 賦形劑(excipients)角色:包含助溶劑、崩散劑(disintegrants)、黏合劑、防腐抗菌劑與穩定劑,目的在於確保製劑穩定、製造順利並優化生體可用率;賦形劑本身原則上為藥理惰性,不可與主成分發生化學反應破壞藥效(但特定賦形劑在特定物種可引發不良反應,如貓對苯甲醇 benzyl alcohol、犬對 Cremophor EL 釋放組織胺)。
- 固體口服劑型崩散與溶離(dissolution):錠劑(tablets)與膠囊(capsules)須先崩散(disintegration)再溶離(dissolution)成為分子溶液,才能穿過腸黏膜吸收;控釋劑型(sustained/extended-release)或腸溶衣(enteric-coated)不可隨意磨粉或咬碎。
- 非經腸給藥(parenteral routes):靜脈注射(IV)無吸收階段(F = 100%);肌肉(IM)與皮下(SC)吸收速率高度受三大因素影響:(1) 局部血流量(local blood flow)——皮下血管較少,吸收最易受周邊血管收縮或休克影響;(2) 載體水溶性——水溶性低的載體(如 propylene glycol 等有機溶劑)會使藥物沉積於注射部位形成 depot,釋放慢、作用與吸收延長(長效製劑即利用此原理);(3) 組織 pH——組織偏酸(如發炎、感染部位)時,鹼性藥物在酸性環境中離子化,被離子捕捉(ion trapping)滯留於注射部位,非離子態比例下降使吸收變慢(同一原理:局部麻醉劑在發炎組織中效果變差)。
- 消化道特殊現象:直腸給藥(rectal administration)下段直腸靜脈回流可部分繞過肝門脈循環(portal circulation),減少肝臟首渡效應(first-pass effect);反芻獸幼畜透過食道溝反射(esophageal groove reflex)可使液體藥物繞過瘤胃直達皺胃。
關鍵公式與表格
- 吸收速率一般排序(同藥物水溶液):IV(立即進入循環)> 吸入/肺泡 > IP > IM > SC > PO(溶液 > 懸浮液 > 膠囊 > 錠劑 > 腸溶錠)
- Noyes–Whitney 溶離速率公式:dC/dt=(D·A/h)·(Cs−C)。各項意義——dC/dt:溶離速率;D:擴散係數(diffusion coefficient);A:藥物顆粒表面積(微粒化 micronization 可增加 A);h:擴散層(stagnant diffusion layer)厚度;Cs:藥物在擴散層的飽和溶解度;C:溶離液中藥物的即時濃度(Cs−C 即濃度梯度,維持 sink condition(C≈0)可保持最大溶離速率)。由此可推國考常見變化:表面積↑(微粒化)、溶解度↑(鹽類或水溶性共融物)皆使溶離加快;攪拌與腸胃蠕動會使 h↓ 亦加快溶離。
物種差異
- 反芻動物(牛、羊):瘤胃容積大(100–200 L)、偏還原環境且富含微生物,口服藥物易被稀釋、延遲吸收或遭瘤胃菌叢降解;促食道溝閉合(如犢牛使用碳酸氫鈉或硫酸銅/吸吮反射)可繞過瘤胃。
- 貓:食道蠕動較慢,乾吞膠囊或刺激性錠劑(如 doxycycline hyclate、clindamycin)易滯留食道造成藥物性食道炎與狹窄(esophageal stricture),給藥後需餵水或食物。
常見陷阱
- 將「高脂溶性(lipophilicity)」直接等同於「口服吸收快」:極度疏水藥物若無法在胃腸液中溶離(dissolution-rate limited),反而無法到達黏膜表面被吸收。
- 誤認「直腸投藥完全沒有首渡效應」:直腸僅部分靜脈回流繞過門脈,因此是「減少」而非「完全消除」首渡效應。
對應國考題:10 題有完整詳解(見國考題詳解頁)
藥物體內動態 ADME:吸收、分布、代謝與排泄
Absorption, Distribution, Metabolism & Elimination (ADME)
出處:Handbook Ch 1 (pp. 1–12);VPT 10e Ch 2 (pp. 8–40);LJ 5e Ch 7 (pp. 156–157);LJ 5e Ch 7 (pp. 172–173);Plumb 10e: Carprofen (p. 190)
深入剖析跨膜運輸機轉(被動擴散、主動運輸、促進性擴散、P-gp 外排)、Henderson–Hasselbalch 酸鹼解離與離子捕捉(ion trapping)、血漿蛋白結合(albumin vs. α1-acid glycoprotein)、體內障壁(BBB、胎盤)、肝臟第一相(CYP450)與第二相結合代謝、膽汁排泄與腸肝循環(enterohepatic recycling)及腎臟排泄(絲球體過濾、主動分泌、被動再吸收)。
核心機轉
- pH 分配假說與離子捕捉(ion trapping):僅非離子態(unionized / nonionized form)且具脂溶性的藥物能自由穿過脂質雙層膜;平衡時膜兩側「非離子態濃度」相等(1:1),但「總濃度(非離子態+離子態)」在解離度較高的一側富集。弱鹼藥物(weak bases,如morphine、巨環類、林可醯胺類)在較血漿偏酸的乳汁(pH ~6.5–6.8)、前列腺液或反芻獸瘤胃(pH ~5.5–6.5)中質子化被捕捉;弱酸藥物(weak acids,如水楊酸、phenobarbital、磺胺類)在鹼性尿中解離度上升,減少腎小管被動再吸收而加速排泄。
- 血漿蛋白結合(plasma protein binding):酸性藥物(如 phenylbutazone、warfarin、sulfonamides、furosemide)主要結合白蛋白(albumin);鹼性藥物(如 propranolol、lidocaine、opioids)主要結合 α1-酸性糖蛋白(α1-acid glycoprotein, AAG);類固醇與甲狀腺素結合特定球蛋白(globulins)。僅游離態藥物(unbound / free drug)具藥理活性並能經絲球體過濾。
- 【名詞定義:肝臟代謝第一相/第二相】肝臟將脂溶性藥物轉為水溶性以利排泄,分兩步驟。第一相(Phase I)=「改」分子本身:氧化(最主要,由肝微粒體 CYP450 介導)、還原、水解,目的是引入或暴露極性官能基(—OH、—NH2);產物不一定失去活性——前驅藥在此活化(enalapril→enalaprilat、prednisone→prednisolone),也可能產生毒性代謝物(acetaminophen 經 CYP 生成 NAPQI;cyclophosphamide 生成 acrolein 致出血性膀胱炎)。第二相(Phase II)=「接」分子:結合反應(conjugation)——葡萄醣醛酸結合(glucuronidation,最重要,由 UGT 催化)、硫酸結合(sulfation)、乙醯化(acetylation)、甲基化、甘胺酸結合、穀胱甘肽結合——把內源性親水分子接到第一相產物或原藥上,形成高水溶性結合物隨膽汁/尿液排出,產物通常不具活性。對比記法:第一相 CYP450「改」、第二相接合酶「接」。物種陷阱(詳見 1-7):貓缺 glucuronidation、犬缺 acetylation、豬低 sulfation。
- 排泄與腸肝循環(enterohepatic recycling):腎排泄包含絲球體過濾(GFR,限游離藥物)、近曲小管主動分泌(有機陰離子轉運體 OAT 與陽離子轉運體 OCT,如 probenecid 競爭抑制 penicillin 或 ciprofloxacin 分泌)與遠曲小管被動再吸收(受尿液 pH 與脂溶性調控)。分子量較大(>300–500 Da)且具極性基團之藥物(或葡萄醣醛酸結合物)經膽汁排入腸道後,若被腸道菌叢 β-glucuronidase 水解釋出游離藥物並再吸收,即形成腸肝循環,延長半衰期並可用於治療膽道感染。
關鍵公式與表格
- 弱酸解離公式(Henderson–Hasselbalch):log([Ionized A⁻] / [Unionized HA]) = pH − pKa ⇒ [A⁻]/[HA] = 10^(pH − pKa)
- 弱鹼解離公式(Henderson–Hasselbalch):log([Ionized BH⁺] / [Unionized B]) = pKa − pH ⇒ [BH⁺]/[B] = 10^(pKa − pH)
- 解離常數(Kd):藥品與蛋白質複合物解離常數(dissociation constant, Kd)愈小,代表親和力(affinity)愈強。
物種差異
- 新生動物(neonates):體水分比例高(水溶性藥物 Vd 變大)、體脂肪少、血漿白蛋白濃度較低(游離藥物比例較高)、血腦障壁較不成熟、肝微粒體酵素與腎功能尚未發育完全,故給藥間隔通常需延長或調降劑量。
- 腎衰竭動物:腎清除率(Cl_R)下降、消除半衰期(t½)延長,因此到達穩態濃度(steady state,約需 4–5 個半衰期)的時間會「延長」而非縮短,臨床上應延長給藥間隔或降低維持劑量;尿毒症亦會改變血漿蛋白結合能力。
常見陷阱
- 混淆「平衡時膜兩側非離子態濃度比(1:1)」與「兩側總濃度比或非離子態分率比」(如 110-01 國考題)。
- 誤以為「腎衰竭動物因藥物排不出,到達穩態濃度的時間會縮短」:到達穩態所需時間僅取決於半衰期(t_ss ≈ 3.3~5 × t½),Cl 下降使 t½ 變長,故達穩態時間反而延長(114-07)。
對應國考題:48 題有完整詳解(見國考題詳解頁)
藥物動力學參數與劑量計算
Pharmacokinetics (PK Parameters, Compartments & Dosage Regimens)
出處:Handbook Ch 1 (pp. 12–14);VPT 10e Ch 3 (pp. 41–64), Ch 4 (pp. 65–86);LJ 5e Ch 7 (pp. 154–155);LJ 5e Ch 7 (pp. 164–166)
掌握一室與多室模式、一級(線性)與零級(飽和/非線性)消除動力學,熟練計算表觀分布體積(Vd)、全身清除率(Cl)、消除速率常數(k 或 β)、半衰期(t½)、血中濃度曲線下面積(AUC)、絕對與相對生體可用率(F)、固定間隔反覆給藥之穩態累積(steady-state accumulation)、負荷劑量(loading dose)與維持劑量(maintenance dose)。
核心機轉
- 一級消除(first-order elimination)vs. 零級消除(zero-order / capacity-limited elimination):一級動力學每單位時間消除「固定比例」的藥物,半衰期(t½)為常數,與劑量無關;當藥物濃度超過代謝酵素飽和上限(Km,Michaelis–Menten 動力學,如水楊酸 salicylates、高劑量苯妥英 phenytoin、乙醇 ethanol),轉為每單位時間消除「固定藥量」的零級動力學,此時隨劑量增加,清除率下降且表觀半衰期顯著延長。
- 表觀分布體積(apparent volume of distribution, Vd):連結體內總藥量與血漿濃度的比例常數(非真實解剖容積)。高血漿蛋白結合或親水性大分子藥物(如 aminoglycosides)留存於血管/細胞外液,Vd 小(~0.2–0.3 L/kg);高脂溶性或高度組織結合藥物(如 digoxin、itraconazole)大量進入組織,Vd 可遠大於全身體積。
- 半衰期(t½)的決定因素:t½ = (0.693 × Vd) / Cl。在標準線性動力學中,Vd 與 Cl 為兩個獨立生理參數(Vd 取決於分布,Cl 取決於肝腎清除效率),給藥途徑本身不改變真實消除半衰期;但若非靜脈給藥之吸收速率常數(ka)小於消除速率常數(k),會出現翻轉動力學(flip-flop kinetics,如長效製劑 procaine penicillin G),使末端斜率反映吸收而非消除。
- 反覆給藥與穩態(steady state):固定間隔給藥時,到達穩態濃度的比例僅取決於經過幾個半衰期(n = t / t½):1 個 t½ 達 50%、2 個 t½ 達 75%、3 個 t½ 達 87.5%、3.3 個 t½ 達 90%、4 個 t½ 達 93.75%、5 個 t½ 達 96.875%。
關鍵公式與表格
- 表觀分布體積:Vd = Dose_IV / C₀ (單位:L 或 L/kg)
- 消除速率常數與半衰期:t½ = ln(2) / k ≈ 0.693 / k ⇒ k = 0.693 / t½
- 清除率、分布體積與半衰期關係:Cl = k × Vd = (0.693 × Vd) / t½ ⇔ t½ = (0.693 × Vd) / Cl
- 一級消除濃度公式:C(t) = C₀ × e^(−k·t) = C₀ × (1/2)^(t / t½)
- 絕對生體可用率(Absolute Bioavailability):F = (AUC_non-IV / Dose_non-IV) / (AUC_IV / Dose_IV)
- 達穩態比例公式:Fraction of Css = 1 − (1/2)^(t / t½);負荷劑量 LD = Css × Vd;維持劑量率 MD/τ = Css × Cl / F
物種差異
- 異速生長與跨物種劑量外推(allometric scaling):基礎代謝率與清除率通常與體重之 ~0.75 次方(BW^0.75)成比例,體型愈小的動物每公斤體重清除率愈高、半衰期較短。
常見陷阱
- 計算題單位換算陷阱(如 114-06):Dose 給 4 mg、Vd 給 4 L(C₀ = 1 mg/L = 1000 μg/L),4 小時後血漿濃度為 500 μg/L,務必先統一 mg 與 μg 再判斷經過 1 個半衰期(t½ = 4 h)。
- 誤以為「每半衰期給藥一次,到達穩態後血漿濃度就不再隨時間上下波動」:穩態是指每個給藥週期的波峰(Cmax,ss)與波谷(Cmin,ss)維持恆定,並非濃度變成水平直線(除恆速靜脈輸注 CRI 外)。
對應國考題:8 題有完整詳解(見國考題詳解頁)
藥效學、受體訊息傳遞與 PK/PD 整合
Pharmacodynamics, Receptor Signaling & PK/PD Integration
出處:Handbook Ch 1 (pp. 14–21);VPT 10e Ch 4 (pp. 65–86);LJ 5e Ch 7 (pp. 147–148);LJ 5e Ch 7 (pp. 151–153)
解析四大受體超家族(離子通道受體、G 蛋白偶聯受體 GPCR、受體酪胺酸激酶 RTK、細胞內/核內受體)與第二信使系統(cAMP、IP3/DAG、Ca²⁺、cGMP),比較完全致效劑(full agonist)、部分致效劑(partial agonist)、反向致效劑(inverse agonist)與各類拮抗劑(antagonists)(競爭性、非競爭性、生理性、化學性),區分親和力(affinity, Kd)、效價(potency, EC50/ED50)、最大效能(efficacy, Emax)、治療指數(TI = LD50/ED50)及抗菌藥 PK/PD 指標(MIC、MBC、Cmax/MIC、AUC/MIC、T>MIC)。
核心機轉
- 四大受體類型與反應速率:(1) 配體門控離子通道(ligand-gated ion channels / ionotropic receptors,毫秒級,如 nAChR、GABAA、NMDA);(2) G 蛋白偶聯受體(GPCRs / metabotropic receptors,秒級,Gs 活化 adenylyl cyclase 升 cAMP、Gi 降 cAMP、Gq 活化 phospholipase C 生成 IP3 與 DAG 升胞內 Ca²⁺);(3) 酵素連結型受體/受體酪胺酸激酶(RTK,分至小時級,如胰島素受體 insulin receptor 位於細胞膜上,結合後消耗 ATP 啟動受體自體磷酸化與底物磷酸化);(4) 細胞內/核內受體(intracellular / nuclear receptors,小時至天級,調控基因轉錄,如類固醇 corticosteroids、甲狀腺素 thyroid hormones、維生素 D)。
- 致效與拮抗分類:競爭性可逆拮抗劑(antagonists)(competitive reversible antagonist)使劑量反應曲線平行右移(EC50 變大),但增加致效劑濃度仍可達原最大效能(Emax 不變);非競爭性或不可逆拮抗劑(antagonists)(noncompetitive / irreversible antagonist)降低有效受體總數,使 Emax 下降;部分致效劑(partial agonist,如 buprenorphine)親和力高但內在活性(intrinsic activity)低於完全致效劑,與完全致效劑併用時可表現出競爭性拮抗效果。
- 非受體或異位拮抗:生理性拮抗(physiologic / functional antagonism)指兩藥作用於「不同受體系統」卻對同一生理指標產生相反效果(如 metoclopramide 促進胃排空 vs. atropine 阻斷 M 受體減慢胃排空;或 histamine 致支氣管收縮與血管擴張 vs. epinephrine 經 β2/α1 產生相反生理作用);化學性拮抗(chemical antagonism)則不經受體而直接化學結合中和(如 protamine 帶正電中和帶負電的 heparin,或螯合劑中和重金屬)。
- PK/PD 整合指標:最小抑菌濃度(minimum inhibitory concentration, MIC)為抗微生物藥最基礎的體外藥效學(PD)參數;時間依賴性殺菌藥(β-lactams)看 T>MIC,濃度依賴性殺菌藥(aminoglycosides、fluoroquinolones)看 Cmax/MIC 與 AUC₂₄/MIC。
關鍵公式與表格
- 治療指數(Therapeutic Index, TI):TI = LD50 / ED50(實驗動物致死劑量比)或 TD50 / ED50(臨床毒性劑量比);安全標準邊際(Certain Safety Factor)= LD1 / ED99
- 受體佔有與反應:EC50 愈小代表效價(potency)愈高;Emax 愈高代表最大效能(maximal efficacy)愈大(臨床選藥通常重視 Emax 與安全性甚於單純 potency)。
物種差異
- 受體密度與下游偶聯效率可造成藥效學(PD)層次的物種差異,如貓中樞多巴胺/鴉片受體反應與犬不同,反芻獸對 xylazine 之 α2 受體敏感性遠高於馬與犬。
常見陷阱
- 混淆胰島素受體(細胞膜酪胺酸激酶受體,需消耗 ATP 進行磷酸化)與類固醇受體(細胞質/核內受體)(114-01)。
- 混淆受體拮抗(同一受體,如 atropine 對 acetylcholine、naloxone 對 morphine)與生理性拮抗(不同受體方向相反,如 metoclopramide 與 atropine 對胃排空)(114-02)。
對應國考題:13 題有完整詳解(見國考題詳解頁)
藥物交互作用與藥物不良反應
Drug Interactions & Adverse Drug Reactions (ADRs)
出處:Handbook Ch 19 (pp. 461–470);VPT 10e Ch 2 (pp. 25–35), Ch 58 (pp. 1448–1458);LJ 5e Ch 7 (pp. 170–171);Plumb 10e: Chloramphenicol (p. 247);Plumb 10e: Rifampin (p. 1118)
系統整理製劑配伍禁忌(pharmaceutical incompatibility)、藥物動力學交互作用(胃腸道螯合與 pH 改變、血漿蛋白置換、CYP450 誘導劑與抑制劑、腎小管分泌競爭)與藥效學交互作用(協同、加成、拮抗、毒性疊加),以及 Type A(劑量相關、可預測)與 Type B(特異體質 idiosyncratic / 免疫過敏、與劑量較無關)藥物不良反應。
核心機轉
- 吸收階段交互作用:(1) 多價金屬陽離子螯合(chelation):四環素類(tetracyclines / doxycycline)與fluoroquinolone 類(fluoroquinolones)會與制酸劑、乳製品、鐵劑或硫糖鋁(sucralfate,含鋁鹽)結合降低吸收;(2) 胃內酸鹼度依賴:ketoconazole與itraconazole需胃酸溶解,與 H2 阻斷劑(blocker)(ranitidine、famotidine)或氫離子幫浦抑制劑(omeprazole)併用會顯著降低吸收,而fluconazole水溶性高,口服吸收不受胃酸抑制劑影響(112-06)。
- 肝臟 CYP450 酵素誘導劑(inducers)vs. 抑制劑(inhibitors):四大經典誘導劑為phenobarbital、撲米酮(primidone,代謝為 phenobarbital)、利福平(rifampin)、灰黃黴素(griseofulvin),會加速併用受質藥物代謝而降低藥效;經典抑制劑為氯黴素(chloramphenicol)、ketoconazole/itraconazole、西咪替丁(cimetidine)、紅黴素(erythromycin)/克拉黴素(clarithromycin)、葡萄柚汁成分,會減慢併用藥物(如 cyclosporine、theophylline、phenobarbital)代謝而引發中毒。
- 器官毒性與典型不良反應配對:(1) 胺基醣苷類(gentamicin、amikacin、neomycin)與兩性黴素 B(amphotericin B)、順鉑(cisplatin):腎毒性(nephrotoxicity)與耳毒性(ototoxicity),若與環利尿劑(diuretic)(furosemide)併用會加劇毒性;(2) 氯黴素(chloramphenicol):人可能發生不可逆特異體質再生不良性貧血(idiosyncratic aplastic anemia,與對位硝基 p-nitro group 有關),而氟苯尼考(florfenicol)與甲碸黴素(thiamphenicol)以甲磺醯基(methylsulfonyl group)取代硝基,故不引起此特異性再生不良性貧血(但高劑量仍可有可逆性骨髓抑制,貓較敏感);(3) 磺胺類(sulfonamides):酸性尿析晶(crystalluria)、乾眼症(keratoconjunctivitis sicca, KCS)與犬過敏性多發性關節炎;(4) 環磷醯胺(cyclophosphamide)與異環磷醯胺(ifosfamide):代謝物丙烯醛(acrolein)引起無菌性出血性膀胱炎(hemorrhagic cystitis,可用 mesna 及輸液利尿預防)。
關鍵公式與表格
- CYP450 誘導劑口訣:Phenobarbital、Primidone、Rifampin、Griseofulvin(使受質血中濃度 ↓)
- CYP450 抑制劑口訣:Chloramphenicol、Cimetidine、Ketoconazole/Itraconazole、Erythromycin(使受質血中濃度 ↑)
- 心臟與神經肌肉交互作用:β 阻斷劑(propranolol)+非二氫吡啶類鈣離子通道阻斷劑(verapamil、diltiazem)⇒ 嚴重心搏過緩與房室傳導阻滯;Aminoglycosides / Lincosamides + 麻醉藥/神經肌肉阻斷劑(neuromuscular blocker) ⇒ 加重神經肌肉阻斷與呼吸抑制。
物種差異
- 犬對doxycycline以外之四環素類在幼齡動物易致牙齒琺瑯質發育不全與黃染(與鈣螯合沈積於骨骼牙齒)。
- 貓使用高劑量 enrofloxacin 可能造成急性視網膜退化與失明(retinal degeneration / blindness),因貓視網膜 ABCG2 轉運蛋白功能缺陷。
常見陷阱
- 常考「下列何者對 CYP450 的作用與其他三者不同」(110-06、112-07):牢記 primidone、phenobarbital、rifampin、griseofulvin 是誘導劑,chloramphenicol、ketoconazole、cimetidine、erythromycin 是抑制劑。
- 區分 chloramphenicol(具對位硝基,人類特異體質再生不良性貧血風險,禁用於產食動物)與 florfenicol / thiamphenicol(無對位硝基,不造成特異體質再生不良性貧血)(112-03、113-20)。
對應國考題:24 題有完整詳解(見國考題詳解頁)
物種差異、品種敏感性與臨床比較藥理
Species Differences, Breed Sensitivities & Pharmacogenomics
出處:Handbook Ch 1 (pp. 10–12);VPT 10e Ch 2 (pp. 30–38), Ch 50–54;LJ 5e Ch 7 (p. 170);Plumb 10e: Acetaminophen (p. 8);Plumb 10e: Procainamide (p. 1069)
統整獸醫國考最高頻的跨物種代謝缺陷(貓缺葡萄醣醛酸結合、犬缺乙醯化、豬缺硫酸結合)、消化生理差異(成年反芻動物與馬後腸發酵菌叢)、紅血球氧化傷害(貓血紅素多硫醇基)、品種基因突變(牧羊犬 MDR1/ABCB1 缺陷、視覺獵犬 CYP2B11 與低體脂、易感豬 RYR1 惡性高熱)與異寵/水生動物特殊禁忌。
核心機轉
- 第二相結合代謝之物種缺陷:(1) 貓(Cats)缺乏 functional UGT1A6 / UGT1A9,對酚類與芳香族酸之「葡萄醣醛酸結合(glucuronidation)」能力極差,故乙醯胺酚(acetaminophen,轉向 CYP 產生毒性代謝物 NAPQI 耗竭 glutathione,造成高鐵血紅素血症 methemoglobinemia、海因茲小體溶血性貧血 Heinz body hemolytic anemia 與顏面水腫,解毒劑為 N-acetylcysteine)絕對禁忌,水楊酸(aspirin)、morphine與丙泊酚(propofol,連續多日輸注易致海因茲小體)半衰期亦延長;(2) 犬(Dogs)缺乏芳基胺 N-乙醯轉移酶(NAT),無法對磺胺類(sulfonamides)進行 N4-乙醯化,亦無法將procainamide代謝為活性 N-acetylprocainamide(NAPA);(3) 豬(Swine)對硫酸結合(sulfation)能力較弱。
- 消化道解剖與菌叢敏感性:馬、兔、天竺鼠、倉鼠(後腸發酵草食動物)與成年反芻動物(前胃發酵)口服廣效性或抗革蘭氏陽性/厭氧菌抗生素(特別是林可醯胺類 lincosamides 如 lincomycin / clindamycin、紅黴素 erythromycin、口服青黴素與口服四環素類 tetracyclines)會嚴重破壞發酵菌叢(Clostridioides difficile 等過度增殖),導致致命性結腸炎/下痢(fatal enterocolitis)。
- 【名詞定義:P-glycoprotein(P-gp)外排幫浦(efflux pump)】位於細胞膜、由 MDR1(ABCB1)基因表現的 ATP 依賴轉運蛋白,可將已進入細胞的藥物主動打回(外排=efflux)。分布位置決定其屏障功能:(1) 腸道上皮頂側——把藥打回腸腔,降低口服吸收與生體可用率;(2) 血腦障壁(BBB)內皮——把藥打回血液,使中樞副作用大的藥物(ivermectin、loperamide 等)難以入腦;(3) 膽小管與腎近曲小管——加速排泄;(4) 胎盤——把藥打回母體保護胎兒。考點兩條線:(a) 柯利犬系(Collie、Australian Shepherd、Shetland Sheepdog)MDR1 基因缺失突變使 BBB 之 P-gp 失效 → ivermectin、loperamide 堆積於腦內致神經中毒;(b) P-gp 抑制劑(ketoconazole、cyclosporine)使其受質(如 digoxin)血中濃度上升。一句話:P-gp 是細胞「把藥踢出去」的 ATP 幫浦,突變失效時該擋的藥就長驅直入。
- 血腦障壁與基因多型性(Pharmacogenomics):(1) 牧羊犬系(Collie、Australian Shepherd、Shetland Sheepdog 等)常見 MDR1(ABCB1)基因缺失突變,導致血腦障壁 P-glycoprotein(P-gp)外排幫浦失效,對伊維菌素(ivermectin)、多拉菌素(doramectin)、loperamide及部分化療藥(vincristine、doxorubicin)產生嚴重中樞神經毒性;陸龜(chelonians / turtles)血腦障壁對 ivermectin 亦極度敏感,絕對禁忌;(2) 靈緹犬(Greyhounds)與視覺獵犬因體脂極低(再分布慢)且肝臟 CYP2B11 代謝慢,對thiopental等thiobarbiturate 類恢復期極度延長(而 propofol 與 alfaxalone 仍可安全使用)。
關鍵公式與表格
- 三大第二相代謝缺陷口訣:貓缺 Glucuronidation(怕 Acetaminophen/Phenol)、犬缺 Acetylation(Sulfonamides/Procainamide)、豬低 Sulfation
- α2 致效劑(agonist)(Xylazine)物種敏感度:牛/反芻動物最敏感(僅需馬或犬約 1/10 劑量)> 馬、犬、貓 > 豬(最不敏感,單用鎮靜效果差)
- 鴉片類(Opioids)中樞反應差異:犬、靈長類表現鎮靜與瞳孔縮小(miosis);貓、馬、反芻動物、豬在高劑量非疼痛狀態下易表現中樞興奮(CNS excitation / dysphoria)與瞳孔散大(mydriasis)。
物種差異
- 馬使用丙泊酚(propofol):若單獨作為馬的誘導麻醉,容易出現誘導期過度興奮、划水動作(paddling)與肌陣攣,故臨床不建議在馬單獨誘導,必須搭配 α2 鎮靜劑(sedative)或肌肉鬆弛劑(muscle relaxant);魚類則可經靜脈或浸浴(immersion)使用 propofol(115-01)。
- 貓對苯妥英(phenytoin)代謝極慢、半衰期極長且易中毒,不建議作為貓抗癲癇首選(貓首選 phenobarbital 或 levetiracetam)(114-47)。
常見陷阱
- 114-03 國考題:誤稱「貓對 opioids 的敏感性較犬低」——實際上貓對morphine等鴉片類極為敏感,劑量過高即引發狂躁興奮。
- 115-30 國考題:犬因缺乏 N-乙醯化酵素,給予 procainamide 後幾乎不產生 N-acetylprocainamide(NAPA),而馬與人則會生成。
對應國考題:16 題有完整詳解(見國考題詳解頁)
第一章自製閃卡
複習用摘要;完整學習功能(含作答紀錄)需登入。
藥物動力學(pharmacokinetics, PK)研究的範圍是什麼?
藥物在體內的處置:吸收、分布、代謝、排泄與血中濃度隨時間的變化。
PK 與 PD(藥效學)的分工差在哪?
PK=身體如何處置藥物;PD=藥物對身體的作用與機轉。
化學名、學名(generic name)、商品名(trade name)三者差在哪?
化學名描述結構;學名是國際通用科學名;商品名是廠商製劑名、標 ®。
學名字尾 -pril、-olol、-caine 各代表哪類藥物?
-pril=ACE 抑制劑;-olol=beta 阻斷劑;-caine=局部麻醉劑。
digoxin、digitoxin 這類 cardiac glycoside 的天然來源是什麼?
毛地黃(foxglove,Digitalis)植物;屬強心配醣體。
doxorubicin 有抗微生物性質,為何臨床不拿它當抗感染藥?
細胞毒性太強,臨床只作抗腫瘤藥。
enrofloxacin、trimethoprim 這類全合成抗菌藥能歸類為 antibiotic 嗎?
不能;antibiotic 嚴格指微生物產生者,全合成藥只稱 antimicrobial。
vinblastine、paclitaxel、etoposide 的植物來源怎麼配對?
依序:長春花、太平洋紫杉、鬼臼毒素衍生物;三者易互換考。
貓為何容易對酚類與植物精油發生蓄積中毒?
缺乏葡萄醣醛酸轉移酶(UGT1A6),酚類代謝不了而蓄積。
-mycin 與 -micin 字尾的抗生素各主要來自哪類菌?
-mycin 多來自 Streptomyces;-micin(gentamicin)出自 Micromonospora。
chloramphenicol 算天然還是合成的抗菌藥?
原由 Streptomyces venezuelae 分離,現已化學合成生產。
口服錠劑要被身體吸收,必須先通過哪兩個步驟?
先崩散(disintegration)再溶離(dissolution)成溶液,才穿得過腸黏膜。
控釋劑型或腸溶衣錠可以磨粉、咬碎嗎?
不可;破壞劑型會使藥物突釋或提前釋放,失去設計效果。
為什麼發炎部位打局部麻醉劑效果較差?
發炎組織偏酸,鹼性藥被離子捕捉滯留,能穿膜的非離子態變少。
脂溶性越高的藥,口服吸收就越快嗎?
不一定;在腸胃液溶不出來的藥到不了黏膜表面,吸收反而受限。
直腸給藥可以完全避開肝臟首渡效應嗎?
只能減少不能消除;僅部分靜脈回流繞過肝門脈。
貓口服 doxycycline 錠劑後要做什麼?為什麼?
灌水或給食;防藥片滯留食道造成食道炎甚至狹窄。
犢牛可利用什麼反射讓液體藥物繞過瘤胃?
食道溝反射(esophageal groove reflex),藥液直達皺胃。
同一藥物水溶液,各給藥途徑的吸收速率排序?
吸入>IP>IM>SC>PO;IV 直接入血、無吸收階段。
依 Noyes–Whitney,微粒化讓溶離變快的原因是什麼?
顆粒表面積 A 增大,溶離速率隨之上升。
賦形劑(excipients)在製劑裡負責什麼?
崩散、黏合、助溶、防腐與穩定等;本身應藥理惰性。
pH 分配假說中,能自由穿過脂質膜的是藥物的哪一型?
非離子態且具脂溶性者;平衡時兩側非離子態濃度相等。
膜兩側達平衡時,相等的是「非離子態濃度」還是「總濃度」?
非離子態濃度 1:1;總濃度在解離多的那一側較高。
弱鹼藥為何在乳汁中的濃度高於血中?
乳汁偏酸,弱鹼質子化被離子捕捉,總濃度因而富集。
酸性藥與鹼性藥各主要結合哪種血漿蛋白?
酸性藥→albumin;鹼性藥→α1-酸性糖蛋白(AAG)。
哪一型的藥才具藥理活性、也才能被絲球體過濾?
游離(未與血漿蛋白結合)的藥物。
肝臟代謝 Phase I 與 Phase II 各做什麼?
Phase I「改」分子(CYP 氧化為主);Phase II「接」親水分子。
Phase I 代謝產物一定失去活性嗎?
不一定;前驅藥在此活化,也可能生成毒性代謝物。
probenecid 為何能延長 penicillin 的作用?
競爭腎小管有機陰離子轉運(OAT),抑制其主動分泌。
什麼樣的藥容易形成腸肝循環?
分子量大具極性、經膽汁排入腸道後被菌叢水解再吸收者。
腎衰竭動物到達穩態濃度的時間會縮短嗎?
反而延長;清除率下降使 t½ 拉長,達穩態時間只看 t½。
新生動物給藥為何常需延長間隔或調降劑量?
體水分多、白蛋白低、肝腎未成熟,清除慢且游離藥比例高。
一級消除與零級消除的差別?
一級消固定比例、t½ 恆定;零級消固定藥量,t½ 隨劑量拉長。
分布體積(Vd)是藥物實際分布的身體容積嗎?
不是;是體內藥量與血漿濃度之比的表觀常數。
哪類藥 Vd 小?哪類藥 Vd 可大於全身體積?
親水、高蛋白結合者 Vd 小;高脂溶、組織結合多者 Vd 大。
t½ 與 Vd、Cl 的關係式?給藥途徑會改變 t½ 嗎?
t½=0.693×Vd/Cl;給藥途徑不改變真實消除半衰期。
flip-flop kinetics 時,血中濃度曲線末端斜率反映什麼?
反映吸收而非消除;長效製劑 ka<k 時才會翻轉。
固定間隔給藥經過 5 個半衰期,約到達穩態的幾%?
約 96.9%;每過一個 t½ 就補上剩餘差距的一半。
負荷劑量與維持劑量各取決於哪些參數?
LD=Css×Vd;維持劑量率=Css×Cl/F。
絕對生體可用率 F 如何用 AUC 計算?
非靜脈 AUC/劑量 ÷ 靜脈 AUC/劑量;IV 的 F 為 1。
到達穩態後,血中濃度就變成水平直線嗎?
不是;是波峰波谷維持穩定,僅恆速輸注近水平。
異速生長下,體型越小的動物每公斤清除率如何變化?
越高、t½ 越短;按體重換算時小型動物常需較高的每公斤劑量。
PK 計算題最常見的失分原因是什麼?
單位沒統一(mg/μg、L/mL)就代公式。
四大受體超家族中,訊號最快(毫秒級)的是哪一類?請舉一例。
配體門控離子通道(如 GABAA、nAChR)毫秒級;GPCR 秒級,核內受體要數小時到天。
GPCR 的 Gs、Gi、Gq 三條路徑,對 cAMP/胞內 Ca²⁺ 的走向分別是?
Gs 升 cAMP、Gi 降 cAMP;Gq 走 PLC→IP3/DAG,使胞內 Ca²⁺ 上升。
胰島素受體與類固醇受體,位置與作用機轉差在哪?
胰島素受體在細胞膜上具酪胺酸激酶活性;類固醇受體在胞質/核內調控轉錄。
競爭性與非競爭性拮抗劑,對劑量反應曲線各有何影響?
競爭性使曲線平行右移、Emax 不變;非競爭性減少可用受體,Emax 下降。
「受體拮抗」與「生理性拮抗」怎麼分?各舉一組。
受體拮抗作用同一受體(naloxone 對 morphine);生理性拮抗作用不同受體、效果相反。
Heparin 出血用 protamine sulfate 解救,屬於哪一種拮抗?
化學性拮抗:protamine 帶正電中和帶負電的 heparin,不經受體。
治療指數 TI = ____/ED50;TI 愈大,安全性愈 ____。
LD50(臨床用 TD50);高——安全邊際愈寬。
效價(potency)與最大效能(efficacy)各用哪個參數代表?
potency 看 EC50(愈小愈強);efficacy 看 Emax(可達的最大效果)。
Buprenorphine 是 partial agonist,與完全致效劑併用會出現什麼現象?
親和力高但內在活性低,佔住受體反而削弱完全致效劑效果,像競爭性拮抗。
抗菌藥 PK/PD:時間依賴與濃度依賴殺菌各看哪個指標?
時間依賴(β-lactams)看 T>MIC;濃度依賴看 Cmax/MIC、AUC/MIC。
同效力的 xylazine 用量,哪個物種最敏感?大約差多少?
反芻獸最敏感,約馬的 1/10 劑量即同效;豬最不敏感,約需反芻獸 20 倍。
四大經典 CYP450「誘導劑」是哪些?
Phenobarbital、primidone、rifampin、griseofulvin——受質代謝變快、血中濃度降。
經典 CYP450「抑制劑」有哪些?舉出代表藥。
Ketoconazole 類、chloramphenicol、cimetidine、erythromycin 類。
四選一陷阱:phenobarbital、rifampin、ketoconazole、griseofulvin,誰是抑制劑?
Ketoconazole 抑制;phenobarbital、rifampin、griseofulvin 皆誘導。
併用 CYP 誘導劑與抑制劑,對受質藥的血中濃度各有何影響?
誘導劑使濃度下降、療效變差;抑制劑使濃度上升、易中毒,常需減量。
為何 tetracyclines/fluoroquinolones 不可與制酸劑、鐵劑併服?
多價金屬離子在腸道與藥物螯合,吸收大減;乳製品、sucralfate 同理。
口服 ketoconazole 與 fluconazole 對「胃酸」的需求差在哪?
Ketoconazole/itraconazole 需胃酸溶解,併制酸劑吸收降;fluconazole 不受影響。
Aminoglycosides 併用 furosemide 要特別提防哪兩種毒性疊加?
腎毒性與耳毒性加重;amphotericin B、cisplatin 併用同樣要小心。
Chloramphenicol 與 florfenicol 在「再生不良性貧血」風險差在哪?
Chloramphenicol 人類有特異體質再貧風險;florfenicol 無,僅可逆骨髓抑制。
貓用高劑量 enrofloxacin 的特殊毒性是什麼?
瞳孔散大、視網膜退化甚至失明;多見於高劑量,貓每日劑量上限約 5 mg/kg。
Cyclophosphamide 的代謝物造成什麼膀胱毒性?如何預防?
丙烯醛致無菌性出血性膀胱炎;用 mesna 加大量輸液利尿預防。
Type A 與 Type B 藥物不良反應的分野?
A 型劑量相關、可預測;B 型屬特異體質或過敏,與劑量較無關。
三大「第二相結合代謝」的物種缺陷口訣?
貓缺 glucuronidation、犬缺 acetylation、豬 sulfation 弱。
貓為何絕對禁用 acetaminophen?會見到什麼病變?
貓缺 UGT 無法葡萄醣醛酸結合,毒性代謝物致高鐵血紅素血症、Heinz 小體。
「貓對 opioids 的敏感性比犬低」這句話錯在哪?
貓並非較不敏感——高劑量 morphine 等易見興奮(dysphoria)、瞳孔散大,物種反應與犬不同。
哪個物種投予 procainamide 後幾乎不生成活性代謝物 NAPA?
犬缺 N-乙醯轉移酶,幾乎不生成 NAPA;人與馬會乙醯化生成。
P-glycoprotein(P-gp)是什麼?在血腦障壁扮演什麼角色?
MDR1 基因的 ATP 外排幫浦;在 BBB 把藥踢回血液,擋住 ivermectin 入腦。
柯利犬系 MDR1 缺陷時,哪些藥要特別小心?
Ivermectin、loperamide 易堆積腦內致神經毒性;陸龜對 ivermectin 亦禁用。
P-gp 抑制劑(ketoconazole、cyclosporine)併用 P-gp 受質會怎樣?
受質排不出去、血中濃度上升——如 ivermectin、digoxin,毒性風險增。
為何 lincosamides 禁用於馬、兔與反芻動物?
破壞發酵菌叢、Clostridioides 過度增殖,可致致命性結腸炎與下痢。
Propofol 在馬與魚的使用方式差在哪?
馬單獨誘導易興奮划水,需搭 α2 鎮靜;魚可靜脈或浸浴給藥。
靈緹犬(sighthound)用 thiopental 與 propofol,恢復差在哪?
靈緹 CYP2B11 慢又低體脂,thiopental 恢復極慢;propofol、alfaxalone 可用。
高劑量 opioids 在犬與貓的中樞反應、瞳孔差在哪?
犬多鎮靜、縮瞳;貓、馬、反芻獸高劑量易興奮、瞳孔散大。