Биологический период полувыведения ( период полувыведения , фармакологический период полувыведения ) — это время, необходимое для снижения концентрации биологического вещества (например, лекарственного средства ) от его максимальной концентрации ( Cmax ) до половины Cmax в плазме крови . . [1] [2] [3] [4] [5] Обозначается аббревиатурой . [2] [4]
Это используется для измерения выведения из организма таких веществ, как метаболиты , лекарства и сигнальные молекулы . Обычно биологический период полувыведения относится к естественной детоксикации (очищению) организма посредством метаболизма в печени и выведения измеряемого вещества через почки и кишечник. Эта концепция используется, когда скорость удаления примерно экспоненциальна . [6]
В медицинском контексте период полураспада явно описывает время, необходимое для того, чтобы концентрация вещества в плазме крови уменьшилась вдвое ( период полураспада в плазме ) его устойчивого состояния при циркуляции в полноценной крови организма . Это измерение полезно в медицине, фармакологии и фармакокинетике , поскольку оно помогает определить, какое количество лекарства необходимо принять и как часто его нужно принимать, если постоянно требуется определенное среднее количество. Напротив, стабильность вещества в плазме описывается как стабильность плазмы. Это важно для обеспечения точного анализа лекарств в плазме и для открытия новых лекарств .
Взаимосвязь между биологическим периодом полураспада вещества и периодом полураспада в плазме может быть сложной в зависимости от рассматриваемого вещества из-за таких факторов, как накопление в тканях, связывание с белками , активные метаболиты и взаимодействия с рецепторами. [7]
Биологический период полураспада воды в организме человека составляет от 7 до 14 дней. Это можно изменить поведением. Употребление большого количества алкоголя сокращает биологический период полураспада воды в организме. [8] [9] Его использовали для обеззараживания пациентов, подвергшихся внутреннему загрязнению водой с тритием . В основе этого метода обеззараживания лежит увеличение скорости замены воды в организме новой.
Выведение этанола (питьевого алкоголя) путем окисления алкогольдегидрогеназой в печени из организма человека ограничено. Следовательно, удаление больших концентраций алкоголя из крови может происходить по кинетике нулевого порядка . Кроме того, этапы, ограничивающие скорость для одного вещества, могут быть одинаковыми с другими веществами. Например, концентрацию алкоголя в крови можно использовать для изменения биохимии метанола и этиленгликоля . Таким образом, можно предотвратить окисление метанола до токсичного формальдегида и муравьиной кислоты в организме человека, дав соответствующее количество этанола человеку, который проглотил метанол. Метанол очень токсичен и вызывает слепоту и смерть. Таким же образом можно лечить человека, проглотившего этиленгликоль . Период полувыведения также зависит от субъективной скорости метаболизма рассматриваемого человека.
Биологический период полураспада цезия в организме человека составляет от одного до четырех месяцев. Это можно сократить, накормив человека берлинской лазурью . Берлинская лазурь в пищеварительной системе действует как твердый ионообменник , который поглощает цезий и высвобождает ионы калия .
Для некоторых веществ важно думать, что тело человека или животного состоит из нескольких частей, каждая из которых имеет свое собственное сродство к веществу, и каждая часть имеет разный биологический период полураспада ( физиологически обоснованное фармакокинетическое моделирование ). Попытки удалить вещество из всего организма могут привести к увеличению нагрузки, присутствующей в одной части организма. Например, если человеку, зараженному свинцом, дают ЭДТА в рамках хелатной терапии , то, хотя скорость, с которой свинец выводится из организма, увеличивается, свинец внутри организма имеет тенденцию перемещаться в мозг , где он может действовать. самый вред. [28]
Некоторые вещества могут иметь разный период полураспада в разных частях тела. Например, период полураспада окситоцина в крови при внутривенном введении обычно составляет около трех минут . Пептиды, вводимые периферически (например, внутривенно), такие как окситоцин, очень плохо проникают через гематоэнцефалический барьер , хотя очень небольшие количества (<1%), по-видимому, действительно проникают в центральную нервную систему человека при введении этим путем. [31] В отличие от периферического введения, при интраназальном введении через назальный спрей окситоцин надежно проникает через гематоэнцефалический барьер и оказывает психоактивное действие на человека. [32] [33] Кроме того, в отличие от случая периферического введения, интраназальный окситоцин имеет центральную продолжительность действия от 2,25 часов до 4 часов. [34] [35] Вероятно, в связи с этим фактом было обнаружено, что концентрации эндогенного окситоцина в мозге в 1000 раз выше, чем периферические уровни. [31]
Полупериоды применяются к процессам, в которых скорость элиминации экспоненциальна. Если концентрация вещества в момент времени , ее зависимость от времени определяется выражением
где k – константа скорости реакции . Такая скорость распада возникает в результате реакции первого порядка , где скорость элиминирования пропорциональна количеству вещества: [39]
Период полураспада этого процесса составляет [39]
Альтернативно, период полураспада определяется выражением
где λ z — наклон конечной фазы кривой время–концентрация вещества в полулогарифмическом масштабе. [40] [41]
Период полувыведения определяется клиренсом (CL) и объемом распределения (VD ) , а взаимосвязь описывается следующим уравнением:
В клинической практике это означает, что для достижения стабильного состояния концентрации препарата в сыворотке после начала, прекращения или изменения дозы требуется в 4–5 раз больший период полувыведения. Так, например, у дигоксина есть период полураспада (или t1/2) 24–36 ч; это означает, что изменение дозы займет большую часть недели, чтобы получить полный эффект. По этой причине препараты с длительным периодом полувыведения (например, амиодарон , т.1/2около 58 дней) обычно начинают с ударной дозы для более быстрого достижения желаемого клинического эффекта.
Многие препараты следуют двухфазной кривой элиминации — сначала крутой наклон, затем пологий наклон:
Более длительный период полураспада называется конечным периодом полураспада , а период полураспада наибольшего компонента называется доминирующим периодом полураспада. [39] Более подробное описание см. в разделе «Фармакокинетика § Многокамерные модели» .
Период полувыведения измеряет кинетику потери лекарственного средства из организма в целом после достижения всех равновесий распределения.
Период полувыведения лекарства — это время, необходимое для снижения концентрации в сыворотке крови на 50%. Зная период полувыведения препарата, можно оценить время, необходимое для его клиренса. Примерно 97% препарата выводится за 5 периодов полураспада, а ~99% выводится за 7 периодов полураспада.
После внутривенного введения конечный период полувыведения представляет собой время, необходимое для снижения концентрации в плазме/крови на 50% после достижения псевдоравновесия распределения; затем рассчитывается конечный период полувыведения, когда снижение концентрации лекарственного средства в плазме обусловлено только выведением лекарственного средства, и применим термин «период полувыведения». Следовательно, это не тот срок, который необходим для того, чтобы количество введенного препарата упало вдвое.
Концентрации донепезила в плазме снижаются, период полувыведения составляет примерно 70 часов. Пол, раса и история курения не оказывают клинически значимого влияния на концентрации донепезила в плазме [46–51].
Окситоцин может доставляться человеку через назальный спрей, после чего он преодолевает гематоэнцефалический барьер. ... В двойном слепом эксперименте спрей окситоцина повышал доверительное поведение по сравнению со спреем плацебо в денежной игре, где на кону стояли реальные деньги.
Недавние исследования также подчеркивают замечательные анксиолитические и просоциальные эффекты интраназального введения ОТ у людей, включая повышение «доверия», снижение активации миндалины в отношении стимулов, вызывающих страх, улучшение распознавания социальных сигналов и усиление взгляда, направленного в области глаз других ( Кирш и др., 2005; Косфельд и др., 2005; Домес и др., 2006;