药效动力学研究药物对机体的作用。在整体、系统、器官、细胞以及受体、酶和细胞内信号转导通路等分子水平上阐明药物的作用和作用机制，对指导临床合理选择药物、合理解释，并尽可能减少药物毒副作用提供理论依据。药物与机体细胞结合的部位称为药物作用的靶点，其必须在作用靶点达到有效浓度才能产生效应。药物与作用靶点结合而产生药理学作用是药物发挥作用的基础，决定药物作用的选择性和药理效应的性质，其可发生在器官、组织、细胞和分子水平。药物可以结合的靶点几乎涉及生命代谢活动过程中的所有环节，可作用的部位包括受体、酶、离子通道、核酸、载体、免疫系统和基因等。迄今已发现作为治疗药物靶点的总数约500个，其中受体与离子通道靶点占绝大多数。

受体（receptor）是特异性介导细胞信号转导的功能性蛋白质，也是机体内信号通路的关键组成部分和药物作用的重要靶点。受体可由一个或多个亚单位组成。在受体分子上与配体特异性结合的部位被称为结合位点或受点。同一种受体在不同组织细胞中的数量和分布可能不同，并且在不同生理状态及药理作用情况下，受体数量及分布可随之发生变化。此外，多数受体具有亚型多样性，因此，使用对受体及受体亚型选择性作用程度不同的药物可得到不同的药理效应。受体与配体的结合通常具有以下特征。

配体只与特定的受体结合，具有高度的特异性。

受体与其相应的配体有高度的亲和性。例如，血液中激素的浓度通常很低，只有10 ^-6～10 ^-12mol/L，但仍足以与相应的受体结合而发挥正常的生理作用。

作用于同一受体的两个或多个配体可竞争性地与受体结合。实际上，药物可以通过与内源性配体竞争结合受体而发挥相同或相反的药理效应。

受体可以被配体饱和，即配体与有功能的受体全部结合后，再增加配体浓度，结合量不可能再增加。例如，胞质受体数量较少，少量激素就可以达到饱和结合。

配体与受体的结合是具有可逆性，主要表现在结合的配体也可被其他配体或药物竞争性置换。

受体可高度特异性地识别，并与特定的配体或药物结合，从而产生特定的生理反应或药理效应。

根据受体的定位分类分布在细胞膜上或细胞内的受体可与配体特异结合的蛋白质分子，与配体（激素、神经递质和细胞因子等）结合后，通过信号转导与放大系统引发细胞内一系列的化学反应，产生多种生理效应。常见的神经递质及其受体系统根据受体的亚细胞定位可分为以下三种。

这类受体位于细胞膜上，如：胰高血糖素、生长激素和生长激素释放激素等多肽类激素受体及儿茶酚胺类的受体都是膜受体。

这类受体存在于细胞质内，如雌二醇、肾上腺皮质激素等甾体激素的受体。

这类受体存在于细胞核内，已发现的有甲状腺素的受体。

药物与受体相互作用的前提是药物必须与受体具有亲和力，与受体特异性结合。根据药物的内在活性以及产生最大效应的大小程度可将药物分为激动药、拮抗药等类型。

为既有受体亲和力又有内在活性的药物，这些药物能与受体结合并激动受体而产生效应。根据内在活性α值大小，激动药可分为完全激动药（full agonist）、部分激动药（partial agonist）和负性激动药（negative antagonist）。完全激动药对受体有较强亲和力和较强的内在活性（α=1），能产生最大药理效应，如肾上腺素。部分激动药具有较强的亲和力，但内在活性较弱，对受体有亲和力，但内在活性较低（0＜α＜1），与受体产生较弱的激动效应。即使药物浓度增加，也不能达到完全激动药的最大效应。作用于相同受体的完全激动药和部分激动药，两者在受体结合部位可起竞争作用。具体表现为两者在低浓度时均可与受体结合而产生协同作用，在高浓度时竞争性结合从而对完全激动药产生拮抗作用。负性激动药也称为反转激动药，可与受体结合引起受体的构型向非结合状态方向转变，并引起与原来激动药相反的生理效应。

具有较强的亲和力，而无内在活性。如酚妥拉明是α受体拮抗剂，普萘洛尔是β受体拮抗剂。拮抗剂可分为竞争性拮抗剂（competitive antagonist）和非竞争性拮抗剂（non-competitive antagonist）。两者的区别是拮抗剂与受体的结合是否可逆。

竞争性拮抗剂是与相应激动剂相互竞争同一受体的拮抗剂。该拮抗作用可逆，其效应取决于激动剂和拮抗剂的药物浓度和亲和力。竞争性拮抗剂可使量效曲线向右平移，而斜率和最大效应不变（图3-2-1）。非竞争性拮抗剂不与相应激动剂相互竞争相同受体，但其与其他受体结合后会阻碍激动剂与特异性受体结合的拮抗剂。非竞争性拮抗剂可使量效曲线右移，斜率和最大效应下降（见图3-2-1）。

以受体为作用靶点的药物习惯上称为激动药或拮抗药。激动药按其活性大小不同分为完全激动药和部分激动药，例如吗啡为阿片受体µ完全激动药，而丁丙诺啡则为阿片受体µ部分激动药。阿托品为竞争性M型乙酰胆碱受体拮抗药，而酚苄明则为非竞争性肾上腺素α受体拮抗药。常用的以受体为作用靶点的代表药物见表3-2-1。

生物膜离子通道（ion channels of biomembrane）是各种无机离子跨膜被动运输的通路。生物膜对无机离子的跨膜运输有被动运输（顺离子浓度梯度）和主动运输（逆离子浓度梯度）两种方式。被动运输的通路称离子通道，主动运输的离子载体称为离子泵。生物膜对离子的通透性与多种生命活动过程密切相关。

离子通道是细胞膜上的蛋白质小孔，属于跨膜的生物大分子，具有离子泵的作用，可选择性地允许某种离子出入。离子经过通道内流或外流跨膜转运，产生和传输信息，成为生命活动的重要过程，以此调节多种生理功能。现有药物主要以K ⁺、Na ⁺、Ca ²⁺、Cl ^-等离子通道为作用靶点。

主要为K ⁺-ATP通道激活剂和拮抗剂。激活剂亦称K ⁺通道开放药，例如抗高血压药中的血管扩张剂尼可地尔、吡那地尔等，作用机制是促进K ⁺通道的开放，致使K ⁺外流增加，导致细胞膜超极化，从而阻止Ca ²⁺内流，促进Na ⁺-Ca ²⁺交换导致Ca ²⁺外流增加，最终使细胞内的Ca ²⁺量降低，血管平滑肌松弛，外周阻力减少，血压下降。

拮抗剂亦称K ⁺通道阻滞剂，例如，抗心律失常药胺碘酮、索他洛尔、N-乙酰基普鲁卡因胺等。作用机制是抑制K ⁺外流，延长心肌动作电位时程和有效不应期。此外治疗2型糖尿病的磺酰脲类药物，如甲苯磺丁脲和格列本脲也属于K ⁺通道拮抗剂。

该类药物的作用机制是阻滞Na ⁺内流，抑制心脏细胞动作电位振幅及超射幅度，使其传导减慢，有效不应期延长。按阻滞Na ⁺通道程度的不同，将其阻滞剂分为ⅠA、ⅠB、ⅠC三个亚类。ⅠA类中度阻滞Na ⁺，代表药有奎尼丁、普鲁卡因胺；ⅠB类轻度阻滞Na ⁺，代表药有利多卡因、苯妥英钠；ⅠC类重度阻滞Na ⁺，代表药有普罗帕酮。

临床上称为Ca ²⁺通道阻滞剂或钙拮抗剂。目前，临床上Ca ²⁺通道阻滞剂广泛用于心血管系统疾病，其作用机制是抑制细胞外Ca ²⁺跨膜内流而产生药理效应。世界卫生组织根据此类药物的化学结构和对Ca ²⁺通道的选择性不同。将Ca ²⁺通道阻滞剂分为选择性和非选择性Ca ²⁺通道阻滞剂。

选择性Ca ²⁺通道阻滞剂包括：①Ⅰ类即苯烷胺类，例如维拉帕米等；②Ⅱ类即二氢吡啶类，例如硝苯地平、尼莫地平、尼群地平、氨氯地平等；③Ⅲ类即地尔硫 类，例如地尔硫 等。

非选择性Ca ²⁺通道阻滞剂包括：①Ⅳ类即氟桂利嗪类，例如桂利嗪、氟桂利嗪等；②Ⅴ类即普尼拉明类，例如普尼拉明；③Ⅵ类，例如哌克昔林。

这类药是近年来研究发现的苯二氮 类药物，例如地西泮、硝西泮、氟西泮、奥沙西泮、三唑仑、咪达唑仑、艾司唑仑等，是γ-氨基丁酸调控的Cl ^-通道启开剂。当γ-氨基丁酸受体被γ-氨基丁酸激活时，Cl ^-通道开放，Cl ^-内流，细胞内Cl ^-增加，产生超极化而引起抑制效应，导致镇静、催眠等药理作用。