Биологический период полураспада - Biological half-life
Биологический период полураспада (также известный как период полувыведения , фармакологический период полураспада ) биологического вещества, такого как лекарство, - это время, которое проходит от его максимальной концентрации ( C max ) до половины максимальной концентрации в плазме крови , и обозначается аббревиатурой .
Это используется для измерения удаления из организма таких веществ , как метаболиты , лекарства и сигнальные молекулы . Обычно биологический период полураспада относится к естественному очищению организма за счет функции печени и выведения измеряемого вещества через почки и кишечник. Эта концепция используется, когда скорость удаления примерно экспоненциальна .
В медицинском контексте период полураспада явно описывает время, необходимое для того, чтобы концентрация вещества в плазме крови сократилась вдвое ( период полураспада в плазме ) по сравнению с постоянным состоянием при циркуляции в полной крови организма . Это измерение полезно в медицине, фармакологии и фармакокинетике, потому что оно помогает определить, сколько лекарства нужно принимать и как часто его нужно принимать, если определенное среднее количество требуется постоянно. Напротив, стабильность вещества в плазме описывается как стабильность плазмы. Это важно для обеспечения точного анализа лекарств в плазме и для открытия лекарств .
Взаимосвязь между биологическим периодом полураспада вещества и периодом полураспада в плазме может быть сложной в зависимости от рассматриваемого вещества из-за факторов, включая накопление в тканях ( связывание с белками ), активные метаболиты и взаимодействия с рецепторами.
Примеры
Воды
Биологический период полураспада воды у человека составляет от 7 до 14 дней . Это может быть изменено поведением. Употребление большого количества алкоголя снижает биологический период полураспада воды в организме. Это использовалось для обеззараживания людей, внутренне загрязненных тритием водой ( тритием ). Основа этого метода обеззараживания (используемого в Харвелле ) заключается в увеличении скорости, с которой вода в организме заменяется новой.
Алкоголь
Удаление этанола (питьевого алкоголя) путем окисления алкогольдегидрогеназой в печени из человеческого организма ограничено. Следовательно, удаление большой концентрации алкоголя из крови может происходить по кинетике нулевого порядка . Также этапы ограничения скорости для одного вещества могут быть общими с другими веществами. Например, концентрация алкоголя в крови может использоваться для изменения биохимии метанола и этиленгликоля . Таким образом, можно предотвратить окисление метанола до токсичного формальдегида и муравьиной кислоты в организме человека, если дать соответствующее количество этанола человеку, который проглотил метанол. Обратите внимание, что метанол очень токсичен и вызывает слепоту и смерть. Таким же образом можно лечить человека, который проглотил этиленгликоль . Период полураспада также зависит от субъективной скорости метаболизма рассматриваемого человека.
Общие рецептурные лекарства
Вещество | Биологический период полураспада |
---|---|
Аденозин | Менее 10 секунд (оценка) |
Норэпинефрин | 2 минуты |
Оксалиплатин | 14 минут |
Залеплон | 1 час |
Морфий | 1,5–4,5 часа |
Флуразепам | 2.3 часа
Активный метаболит ( N-дезалкилфлуразепам ): 47–100 часов. |
Метотрексат | 3–10 часов (меньшие дозы),
8–15 часов (более высокие дозы) |
Метадон | 15–72 часов
в редких случаях до 8 дней |
Диазепам | 20–50 часов
Активный метаболит ( нордазепам ): 30–200 часов. |
Фенитоин | 20–60 часов |
Бупренорфин | 28–35 часов |
Клоназепам | 30–40 часов |
Донепезил | 3 дня (70 часов) |
Флуоксетин | 4–6 дней (при непрерывном приеме)
Активный липофильный метаболит ( норфлуоксетин ): 4–16 дней. |
Амиодарон | 14–107 дней |
Вандетаниб | 19 дней |
Дутастерид | 21–35 дней (при непрерывном приеме) |
Бедаквилин | 165 дней |
Металлы
Биологический период полураспада цезия у человека составляет от одного до четырех месяцев. Это можно сократить, если накормить человека берлинской лазурью . Берлина в пищеварительной системе действует как твердый ионообменник, который поглощает цезий, высвобождая ионы калия .
Для некоторых веществ важно рассматривать тело человека или животного как состоящее из нескольких частей, каждая из которых имеет собственное сродство к веществу, и каждая часть имеет свой биологический период полураспада ( фармакокинетическое моделирование на основе физиологии ). Попытки удалить какое-либо вещество из всего организма могут привести к увеличению нагрузки, присутствующей в одной части организма. Например, если человеку, загрязненному свинцом, вводят ЭДТА в хелатной терапии , тогда, хотя скорость, с которой свинец теряется из организма, будет увеличиваться, свинец внутри тела имеет тенденцию перемещаться в мозг, где он может это сделать. самый вред.
- Полоний в организме имеет биологический период полураспада от 30 до 50 дней.
- Период полураспада цезия в организме составляет от одного до четырех месяцев.
- Период полураспада ртути (в виде метилртути ) в организме составляет около 65 дней.
- Период полураспада свинца в крови составляет 28–36 дней.
- Свинец в кости имеет период биологического полураспада около десяти лет.
- Биологический период полураспада кадмия в кости составляет около 30 лет.
- Биологический период полураспада плутония в кости составляет около 100 лет.
- Биологический период полураспада плутония в печени составляет около 40 лет.
Периферический период полураспада
Некоторые вещества могут иметь разный период полураспада в разных частях тела. Например, окситоцин имеет период полураспада в крови обычно около трех минут при внутривенном введении . Периферически вводимые (например, внутривенные) пептиды, такие как окситоцин, очень плохо проникают через гематоэнцефалический барьер , хотя очень небольшие количества (<1%), по-видимому, действительно проникают в центральную нервную систему у людей при введении этим путем. В отличие от периферического введения, при интраназальном введении через назальный спрей окситоцин надежно проникает через гематоэнцефалический барьер и проявляет психоактивные эффекты у людей. Кроме того, в отличие от периферического введения, интраназальный окситоцин имеет центральную продолжительность от 2,25 часа до 4 часов. Вероятно, в связи с этим фактом было обнаружено, что эндогенные концентрации окситоцина в головном мозге в 1000 раз превышают периферические уровни.
Оценить уравнения
Устранение первого порядка
Время (t) | Процент от начального значения | Процент завершения |
---|---|---|
t½ | 50% | 50% |
t½ × 2 | 25% | 75% |
t½ × 3 | 12,5% | 87,5% |
t½ × 3,322 | 10,00% | 90,00% |
t½ × 4 | 6,25% | 93,75% |
t½ × 4,322 | 5,00% | 95,00% |
t½ × 5 | 3,125% | 96,875% |
t½ × 6 | 1,5625% | 98,4375% |
t½ × 7 | 0,781% | 99,219% |
t½ × 10 | 0,098% | 99,902% |
Половина времени применяется к процессам, в которых скорость исключения экспоненциальна. Если - концентрация вещества во времени , его зависимость от времени определяется выражением
где k - константа скорости реакции . Такая скорость распада возникает в результате реакции первого порядка, в которой скорость выведения пропорциональна количеству вещества:
Период полураспада этого процесса составляет
В качестве альтернативы период полураспада определяется как
где λ z - наклон конечной фазы кривой время – концентрация для вещества в полулогарифмическом масштабе.
Период полураспада определяется клиренсом (CL) и объемом распределения (V D ), и соотношение описывается следующим уравнением:
В клинической практике это означает, что для достижения стабильного состояния концентрации препарата в сыворотке после начала, остановки или изменения дозы требуется в 4-5 раз больше периода полувыведения. Так, например, дигоксин имеет период полувыведения (или t ½ ) 24–36 часов; это означает, что изменение дозы займет большую часть недели, чтобы добиться полного эффекта. По этой причине препараты с длительным периодом полувыведения (например, амиодарон , время выведения ½ около 58 дней) обычно начинают с ударной дозы для более быстрого достижения желаемого клинического эффекта.
Двухфазный период полураспада
Многие препараты имеют двухфазную кривую выведения - сначала крутой наклон, затем пологий:
- ШАГОВАЯ (начальная) часть кривой -> начальное распределение препарата в организме.
- МАЛЕНЬКАЯ часть кривой -> конечное выведение лекарственного средства, которое зависит от высвобождения лекарственного средства из отделов ткани в кровь.
Более длительный период полураспада называется конечным периодом полураспада, а период полураспада самого большого компонента называется доминирующим периодом полураспада. Более подробное описание см. В разделе « Фармакокинетика» § Мультикомпартментные модели .
Примеры значений и уравнений
Характерная черта | Описание | Условное обозначение | Ед. изм | Формула | Рабочий пример значения |
---|---|---|---|---|---|
Доза | Количество введенного препарата. | Расчетный параметр | 500 ммоль | ||
Интервал дозирования | Время между введениями дозы препарата. | Расчетный параметр | 24 ч | ||
C макс. | Пиковая концентрация препарата в плазме после приема. | Прямое измерение | 60,9 ммоль / л | ||
t макс | Время достижения C макс . | Прямое измерение | 3.9 ч | ||
C мин | Низкая ( корыта ) концентрация , что лекарственное средство достигает до следующей дозы вводят. | Прямое измерение | 27,7 ммоль / л | ||
Объем распространения | Кажущийся объем, в котором распределено лекарство (т.е. параметр, связывающий концентрацию лекарства в плазме с количеством лекарства в организме). | 6.0 л | |||
Концентрация | Количество препарата в заданном объеме плазмы . | 83,3 ммоль / л | |||
Период полураспада | Время, необходимое для всасывания в системный кровоток 50% заданной дозы препарата. | 1.0 ч | |||
Константа скорости абсорбции | Скорость, с которой лекарство попадает в организм при пероральном и других внесосудистых путях. | 0,693 -1 | |||
Период полувыведения | Время, необходимое для того, чтобы концентрация препарата достигла половины исходного значения. | 12 часов | |||
Константа скорости элиминации | Скорость, с которой лекарство выводится из организма. | 0,0578 ч -1 | |||
Скорость инфузии | Скорость инфузии, необходимая для баланса выведения. | 50 ммоль / ч | |||
Площадь под кривой | Интеграл кривой концентрация-время (после однократной дозы или в стационарном состоянии). | 1320 ммоль / л · ч | |||
Оформление | Объем плазмы, очищенной от препарата за единицу времени. | 0,38 л / ч | |||
Биодоступность | Системно доступная фракция лекарственного средства. | Безразмерный | 0,8 | ||
Колебания | Пиковые колебания минимума в пределах одного интервала дозирования в установившемся режиме. |
|
41,8% |
Смотрите также
- Период полураспада , относящийся к общей математической концепции в физике или фармакологии.
- Эффективный период полураспада