В фармакологии биодоступность представляет собой подкатегорию абсорбции и представляет собой долю (%) введенного лекарственного средства , которая достигает системного кровообращения . [1]
По определению, при внутривенном введении лекарства его биодоступность составляет 100%. [2] [3] Однако, когда лекарство вводится не внутривенно , его биодоступность снижается из-за абсорбции кишечного эпителия и метаболизма первого прохождения . Таким образом, математически биодоступность равна отношению площади под кривой концентрации лекарственного средства в плазме от времени (AUC) для внесосудистого состава к AUC для внутрисосудистого состава. [4] AUC используется потому, что AUC пропорциональна дозе, попавшей в системный кровоток. [5]
Биодоступность препарата является средней величиной ; чтобы принять во внимание изменчивость популяции , диапазон отклонений показан как ± . [4] Чтобы гарантировать, что человек, принимающий наркотики с плохой абсорбцией, получает правильную дозу, нижнее значение диапазона отклонения используется для представления реальной биодоступности и расчета дозы лекарства, необходимой принимающему наркотик для достижения системных концентраций, аналогичных внутривенным препаратам. . [4] Для дозирования без знания скорости абсорбции у принимающего лекарство используется нижнее значение диапазона отклонения, чтобы гарантировать запланированную эффективность, если только препарат не связан с узким терапевтическим окном . [4]
Для пищевых добавок , трав и других питательных веществ, путь введения которых почти всегда является пероральным, биодоступность обычно означает просто количество или часть поглощенной дозы, которая всасывается. [6] [7] [8]
Биодоступность — это термин, используемый для описания процента введенной дозы ксенобиотика, которая достигает системного кровообращения. [9] Обозначается буквой f (или, если выражается в процентах, F ).
В науке о питании , которая охватывает потребление питательных веществ и нелекарственных пищевых ингредиентов, концепции биодоступности не хватает четко определенных стандартов, связанных с фармацевтической промышленностью. Фармакологическое определение не может быть применимо к этим веществам, поскольку утилизация и абсорбция зависят от статуса питания и физиологического состояния субъекта, [10] что приводит к еще большим различиям от человека к человеку (межиндивидуальные вариации). Таким образом, биодоступность пищевых добавок можно определить как долю введенного вещества, способную абсорбироваться и доступную для использования или хранения. [11]
И в фармакологии , и в науках о питании биодоступность измеряется путем расчета площади под кривой (AUC) временного профиля концентрации лекарственного средства.
Биодоступность — это мера, с помощью которой различные вещества из окружающей среды могут проникать в живые организмы. Обычно это ограничивающий фактор в производстве сельскохозяйственных культур (из-за ограничения растворимости или абсорбции питательных веществ для растений почвенными коллоидами) и в удалении токсичных веществ из пищевой цепи микроорганизмами (из-за сорбции или разделения веществ, которые иначе разлагаются в недоступные фазы окружающей среды). Примечательным примером для сельского хозяйства является дефицит фосфора у растений, вызванный выпадением фосфатов железа и алюминия при низком pH почвы и выпадением фосфатов кальция при высоком pH почвы. [12] Токсичные материалы в почве, такие как свинец из краски, могут стать недоступными для животных, потребляющих загрязненную почву, из-за избыточного внесения фосфорных удобрений. [13] Органические загрязнители, такие как растворители или пестициды [14], могут стать недоступными для микроорганизмов и, таким образом, сохраняться в окружающей среде, когда они адсорбируются минералами почвы [15] или распределяются в гидрофобные органические вещества. [16]
Абсолютная биодоступность сравнивает биодоступность активного препарата в системном кровообращении после невнутривенного введения ( т.е. после перорального , буккального, глазного, назального, ректального, трансдермального , подкожного или сублингвального введения) с биодоступностью того же лекарственного средства после внутривенного введения. . Это доля воздействия лекарственного средства (AUC) при невнутривенном введении по сравнению с соответствующим внутривенным введением того же лекарственного средства. [17] Сравнение должно быть нормализовано по дозе (например, учитывать разные дозы или разный вес субъектов); следовательно, абсорбированное количество корректируется путем деления соответствующей введенной дозы.
В фармакологии, чтобы определить абсолютную биодоступность лекарственного средства, необходимо провести фармакокинетическое исследование, чтобы получить график зависимости концентрации лекарственного средства в плазме от времени для лекарственного средства как после внутривенного (в/в), так и внесосудистого (не внутривенного, т. е. перорального) введения. Абсолютная биодоступность представляет собой скорректированную по дозе площадь под кривой ( AUC ) при невнутривенном введении, деленную на AUC при внутривенном введении. Формула для расчета абсолютной биодоступности F лекарственного средства, вводимого перорально (п/о), приведена ниже (где D — введенная доза).
Следовательно, препарат, вводимый внутривенно, будет иметь абсолютную биодоступность 100% ( f = 1), тогда как препараты, вводимые другими способами, обычно имеют абсолютную биодоступность менее единицы. Если мы сравним две разные лекарственные формы, содержащие одинаковые активные ингредиенты, и сравним биодоступность двух лекарств, это называется сравнительной биодоступностью. [18]
Хотя знание истинной степени системной абсорбции (называемой абсолютной биодоступностью) явно полезно, на практике ее определяют не так часто, как можно подумать. Причина этого в том, что для его оценки требуется внутривенный контроль ; то есть путь введения, который гарантирует, что все введенное лекарственное средство достигнет системного кровообращения. Такие исследования требуют значительных затрат, не в последнюю очередь из-за необходимости проведения доклинических испытаний на токсичность для обеспечения адекватной безопасности, а также потенциальных проблем, связанных с ограничениями растворимости. Однако эти ограничения можно преодолеть, вводя очень низкую дозу (обычно несколько микрограмм) меченного изотопами препарата одновременно с терапевтической пероральной дозой, не меченной изотопами (внутривенная доза, меченная изотопами, достаточно мала, чтобы не нарушать системные концентрации препарата, достигаемые при пероральном приеме немаркированной дозы). Внутривенные и пероральные концентрации затем могут быть подвергнуты деконволюции в силу их разного изотопного состава и, таким образом, могут быть использованы для определения пероральной и внутривенной фармакокинетики при введении одной и той же дозы. Этот метод устраняет фармакокинетические проблемы с неэквивалентным клиренсом, а также позволяет вводить внутривенную дозу с минимумом токсикологии и состава. Впервые этот метод был применен с использованием стабильных изотопов, таких как 13 C, и масс-спектрометрии для различения изотопов по разнице масс. Совсем недавно лекарства, меченные 14 C, вводят внутривенно, а для измерения изотопно-меченного лекарства используют ускорительную масс-спектрометрию (AMS) наряду с масс-спектрометрией немеченого лекарства. [19]
Не существует нормативных требований по определению внутривенной фармакокинетики или абсолютной биодоступности, однако регулирующие органы иногда запрашивают информацию об абсолютной биодоступности внесосудистого пути в случаях, когда биодоступность явно низкая или варьируется и существует доказанная связь между фармакодинамикой и фармакокинетикой. в терапевтических дозах. Во всех подобных случаях для проведения исследования абсолютной биодоступности необходимо введение препарата внутривенно. [20]
Внутривенное введение развивающегося препарата может предоставить ценную информацию об основных фармакокинетических параметрах объема распределения ( V ) и клиренса ( CL ). [20]
В фармакологии относительная биодоступность измеряет биодоступность (оцениваемую как AUC ) состава (А) определенного лекарственного средства по сравнению с другим составом (В) того же лекарственного средства, обычно установленного стандарта, или при введении другим путем. Когда стандарт включает внутривенное введение препарата, это называется абсолютной биодоступностью (см. выше).
Относительная биодоступность является одним из показателей, используемых для оценки биоэквивалентности ( БЭ ) двух лекарственных препаратов. Для одобрения FDA производитель дженерика должен продемонстрировать, что 90% доверительный интервал для отношения средних ответов (обычно AUC и максимальной концентрации Cmax ) его продукта к таковому для «торгового препарата» [OB] составляет в пределах от 80% до 125%. Если AUC относится к концентрации лекарственного средства в крови в течение времени от t = 0 до t = ∞, C max относится к максимальной концентрации лекарственного средства в крови. Когда указывается Tmax , это означает время , необходимое лекарству для достижения Cmax .
Хотя механизмы, с помощью которых состав влияет на биодоступность и биоэквивалентность в лекарственных препаратах, широко изучены, факторы состава, влияющие на биодоступность и биоэквивалентность пищевых добавок, в значительной степени неизвестны. [21] В результате в науках о питании относительная биодоступность или биоэквивалентность является наиболее распространенной мерой биодоступности, сравнивающей биодоступность одного состава одного и того же пищевого ингредиента с другим.
Абсолютная биодоступность препарата при внесосудистом введении обычно меньше единицы (т.е. F < 100%). Различные физиологические факторы снижают доступность лекарств до их попадания в системный кровоток. Независимо от того, принимается ли препарат с пищей или без нее, также влияет на всасывание; другие препараты, принимаемые одновременно, могут изменять всасывание и метаболизм первого прохождения; перистальтика кишечника изменяет растворение препарата и может влиять на степень химического разложения препарата кишечной микрофлорой. Болезни, влияющие на метаболизм печени или функцию желудочно-кишечного тракта, также будут иметь эффект.
Другие факторы могут включать, помимо прочего:
Каждый из этих факторов может варьироваться от пациента к пациенту (индивидуальные вариации), а также у одного и того же пациента с течением времени (внутрииндивидуальные вариации). В клинических исследованиях индивидуальная вариабельность является критическим показателем, используемым для оценки различий в биодоступности от пациента к пациенту, чтобы обеспечить предсказуемое дозирование.
^ ТХ: Одним из немногих исключений, когда препарат показывает F более 100%, является теофиллин . При применении в виде раствора для перорального применения F составляет 111%, поскольку препарат полностью всасывается и метаболизм первого прохождения в легких после внутривенного введения обходит. [22]
^ OB: Лекарственные препараты, включенные в справочный список (т.е. новаторские), а также непатентованные лекарственные препараты, одобренные на основании сокращенной заявки на новое лекарственное средство, приведены в Оранжевой книге FDA.
Биодоступность является основным фактором, влияющим на пищевые потребности (Sandstrom, 1997). Мясные продукты способствуют биодоступности, хотя неперевариваемые Zn-связывающие лиганды снижают биодоступность (Mills, 1985).
Биодоступность строго относится как к поглощению, так и к метаболическому использованию питательного вещества.