X0為口服劑量,F為吸收率,Xa為吸收部位藥量,Xc為中央室藥量,Xp為周邊室藥量,k12為藥物從中央室到周邊室的一級轉運速度常數,k21為藥物從周邊室到中央室的一級轉運速度常數,k10為藥物從中央室消除的一級消除速率常數。在口服X0經過時間t1之後,給以靜脈注射Xi劑量,從此考察中央室藥量Xc隨時間變化的規律。
根據一級動力學原理,口服給藥後Xa、Xc、Xp之間可建立如下的微分方程組:dXadt=-kaXadXcdt=kaXa+k21Xp-(k12+k10)XcdXpdt=k12Xc-k21Xp(1)
對方程組(1)中3式分別進行拉普拉斯變換,將初始條件t=0時,Xa=X0F,Xc=0,Xp=0代入,並設定:k12+k10+k21=α+β,k10k21=αβ,整理可得:c=kaFX0(S+k21)(S+ka)(S+α)(S+β)p=k12S+k21c=kaFX0(S+k12)(S+ka)(S+α)(S+β)(2)
對(2)式分別進行拉氏逆變換,得:Xc=kaFX0(k21-ka)(ka-α)(ka-β)e-Kat+kaFX0(k21-α)(ka-α)(β-α)e-αt+kaFX0(k21-β)(ka-β)(α-β)e-βt(3)Xp=kaFX0k12(ka-α)(ka-β)e-kat+kaFX0k12(ka-α)(β-α)e-αt+kaFX0k12(ka-β)(α-β)e-βt(4)(3)、(4)兩式分別是口服給藥後,中央室和周邊室藥量的經時曲線方程。所以在口服用藥經時間t1後,中央室和周邊室的藥量分別為:M1=Xt=t1c=kaFX0(k21-ka)(ka-α)(ka-β)e-kat1+kaFX0(k21-kα)(ka-α)(β-α)e-αt1+kaFX0(k21-kβ)(ka-β)(α-β)e-βt1M2=Xt=t1p=kaFX0k12(ka-α)(ka-β)e-kat1+kaFX0k12(ka-α)(β-α)e-αt1+kaFX0k12(ka-β)(α-β)e-βt1
此外,因ka為一級吸收速率常數,故在t1時,有吸收部位藥量:Xt=t1a=FX0e-kat1
靜脈注射Xi後,體內各室的藥量變化規律仍然服從微分方程組(1),但初始條件為:Xt1a=FX0e-kat1 Xt1c=Xi+M1Xt1p=M2(5)