Биологический период полураспада

Время, необходимое для того, чтобы концентрация препарата в плазме крови снизилась вдвое

Динамика концентрации препарата в плазме в течение 96 часов после приема внутрь каждые 24 часа (τ). Период полувсасывания 1 час, период полувыведения 12 часов.

Биологический период полувыведения ( период полувыведения , фармакологический период полувыведения ) — это время, необходимое для снижения концентрации биологического вещества (например, лекарственного средства ) от максимальной концентрации ( C _max ) до половины C _max в плазме крови . ^{[1] [2] [3] [4] [5]} Обозначается аббревиатурой . ^{[2] [4]} ${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}}$

Это используется для измерения удаления таких вещей, как метаболиты , лекарства и сигнальные молекулы из организма. Обычно биологический период полураспада относится к естественной детоксикации (очищению) организма через метаболизм печени и через выведение 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 ) от ее устойчивого состояния при циркуляции в полной крови организма . Это измерение полезно в медицине, фармакологии и фармакокинетике, поскольку оно помогает определить, сколько препарата необходимо принимать и как часто его необходимо принимать, если постоянно требуется определенное среднее количество. Напротив, стабильность вещества в плазме описывается как стабильность плазмы. Это необходимо для обеспечения точного анализа препаратов в плазме и для открытия новых лекарств .

Связь между биологическим и плазменным периодами полураспада вещества может быть сложной в зависимости от рассматриваемого вещества из-за таких факторов, как накопление в тканях, связывание с белками , активные метаболиты и взаимодействие с рецепторами. ^[7]

Примеры

Вода

Биологический период полураспада воды в организме человека составляет около 7–14 дней. Он может быть изменен поведением. Употребление большого количества алкоголя сократит биологический период полураспада воды в организме. ^{[8] [9]} Это использовалось для дезактивации пациентов, которые были внутренне загрязнены тритиевой водой . Основой этого метода дезактивации является увеличение скорости, с которой вода в организме заменяется новой водой.

Алкоголь

Выведение этанола (питьевого алкоголя) путем окисления алкогольдегидрогеназой в печени из организма человека ограничено. Следовательно, выведение большой концентрации алкоголя из крови может следовать кинетике нулевого порядка . Также этапы, ограничивающие скорость для одного вещества, могут быть общими с другими веществами. Например, концентрацию алкоголя в крови можно использовать для изменения биохимии метанола и этиленгликоля . Таким образом, окисление метанола до токсичного формальдегида и муравьиной кислоты в организме человека можно предотвратить, дав соответствующее количество этанола человеку, который проглотил метанол. Метанол очень токсичен и вызывает слепоту и смерть. Человека, который проглотил этиленгликоль, можно лечить таким же образом. Период полураспада также зависит от субъективной скорости метаболизма рассматриваемого человека.

Обычные рецептурные препараты

Металлы

Биологический период полураспада цезия у людей составляет от одного до четырех месяцев. Его можно сократить, если кормить человека берлинской лазурью . В пищеварительной системе берлинская лазурь действует как твердый ионообменник , который поглощает цезий, выделяя ионы калия .

Для некоторых веществ важно думать о теле человека или животного как о состоящем из нескольких частей, каждая из которых имеет собственное сродство к веществу, и каждая часть имеет разный биологический период полураспада ( физиологическое фармакокинетическое моделирование ). Попытки удалить вещество из всего организма могут привести к увеличению нагрузки, присутствующей в одной части организма. Например, если человеку, загрязненному свинцом, назначают ЭДТА в хелатной терапии , то, хотя скорость, с которой свинец выводится из организма, увеличится, свинец в организме имеет тенденцию перемещаться в мозг , где он может нанести наибольший вред. ^[28]

• Период полураспада полония в организме составляет около 30–50 дней.
• Период полураспада цезия в организме составляет от одного до четырех месяцев.
• Период полураспада ртути (в форме метилртути ) в организме составляет около 65 дней.
• Период полураспада свинца в крови составляет 28–36 дней. ^{[29] [30]}
• Период биологического полураспада свинца в костях составляет около десяти лет.
• Период полураспада кадмия в костях составляет около 30 лет.
• Период полураспада плутония в костях составляет около 100 лет.
• Период полураспада плутония в печени составляет около 40 лет.

Период полувыведения из периферической крови

Некоторые вещества могут иметь разный период полураспада в разных частях тела. Например, период полураспада окситоцина в крови обычно составляет около трех минут при внутривенном введении . Периферически вводимые (например, внутривенно) пептиды, такие как окситоцин, очень плохо пересекают гематоэнцефалический барьер , хотя очень небольшие количества (< 1%), по-видимому, проникают в центральную нервную систему человека при введении таким путем. ^[31] В отличие от периферического введения, при интраназальном введении с помощью назального спрея окситоцин надежно пересекает гематоэнцефалический барьер и проявляет психоактивные эффекты у людей. ^{[32] [33]} Кроме того, в отличие от случая периферического введения, интраназальный окситоцин имеет центральную продолжительность действия не менее 2,25 часов и до 4 часов. ^{[34] [35]} Вероятно, в связи с этим фактом было обнаружено, что эндогенные концентрации окситоцина в мозге в 1000 раз выше периферических уровней. ^[31]

Уравнения скорости

Элиминация первого порядка

Периоды полувыведения применяются к процессам, где скорость элиминации экспоненциальна. Если — концентрация вещества в момент времени , ее зависимость от времени определяется выражением ${\displaystyle C(t)}$ ${\displaystyle t}$

${\displaystyle C(t)=C(0)e^{-kt}\,}$

где k — константа скорости реакции . Такая скорость распада возникает из реакции первого порядка , где скорость элиминации пропорциональна количеству вещества: ^[39]

${\displaystyle {\frac {dC}{dt}}=-kC.}$

Период полураспада для этого процесса составляет ^[39]

${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}={\frac {\ln 2}{k}}.\,}$

Альтернативно, период полураспада определяется по формуле

${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}={\frac {\ln 2}{\lambda _{z}}}\,}$

где λ _z – наклон конечной фазы кривой зависимости времени от концентрации для вещества в полулогарифмическом масштабе. ^{[40] [41]}

Период полувыведения определяется клиренсом (CL) и объемом распределения (VD ₎ , а эта взаимосвязь описывается следующим уравнением:

${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}={\frac {{\ln 2}\cdot {V_{D}}}{CL}}\,}$

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 больше периода полураспада. Так, например, у дигоксина период полураспада (или t _⁠1/2⁠ ) ​​24–36 ч; это означает, что изменение дозы займет большую часть недели, чтобы вступить в силу. По этой причине препараты с длительным периодом полувыведения (например, амиодарон , элиминация t _⁠1/2⁠ около 58 дней) обычно начинают с ударной дозы для более быстрого достижения желаемого клинического эффекта.

Двухфазный период полувыведения

Многие препараты имеют двухфазную кривую выведения — сначала крутой наклон, затем пологий:

КРУТАЯ (начальная) часть кривой —> начальное распределение препарата в организме.

ПОГЛОЩЕННАЯ часть кривой —> окончательное выведение препарата, которое зависит от высвобождения препарата из тканевых компартментов в кровь.

Более длительный период полураспада называется конечным периодом полураспада , а период полураспада самого большого компонента называется доминирующим периодом полураспада. ^[39] Более подробное описание см. в разделе Фармакокинетика § Многокомпонентные модели .

Смотрите также

• Период полураспада , относящийся к общей математической концепции в физике или фармакологии.
• Эффективный период полураспада

Ссылки

1. "Elimination Half-Life". Фармакология за один семестр . Архивировано из оригинала 22 октября 2020 г. Получено 20 февраля 2020 г.
2. "Определение периода полураспада (t1⁄2)". AIDSinfo . 19 февраля 2020 г. Архивировано из оригинала 20 февраля 2020 г. Получено 20 февраля 2020 г.
3. Карри, Стивен Х. (1993). "ФАРМАКОКИНЕТИКА АНТИПСИХОТИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ". Антипсихотические препараты и их побочные эффекты . Elsevier. стр. 127–144. doi :10.1016/b978-0-12-079035-7.50015-4. ISBN 978-0-12-079035-7Период полувыведения измеряет кинетику потери лекарственного средства из организма в целом после того, как достигнуты все равновесия распределения.
4. Дасгупта, Амитава; Красовски, Мэтью Д. (2020). «Фармакокинетика и терапевтический мониторинг лекарственных средств». Данные терапевтического мониторинга лекарственных средств . Elsevier. стр. 1–17. doi :10.1016/b978-0-12-815849-4.00001-3. ISBN 978-0-12-815849-4. S2CID  209258489. Период полувыведения препарата — это время, необходимое для снижения концентрации в сыворотке на 50%. После того, как период полувыведения препарата известен, можно оценить время, необходимое для выведения. Примерно 97% препарата выводится за 5 периодов полувыведения, а ~99% — за 7 периодов полувыведения.
5. Toutain, PL; Bousquet-Melou, A. (2004). "Конечный период полувыведения из плазмы" (PDF) . Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics . 27 (6): 427–439. doi :10.1111/j.1365-2885.2004.00600.x. PMID  15601438. Архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2020 г. После внутривенного введения конечный период полувыведения — это время, необходимое для снижения концентрации препарата в плазме/крови на 50% после достижения псевдоравновесия распределения; затем конечный период полувыведения вычисляется, когда снижение концентрации препарата в плазме происходит только за счет элиминации препарата, и термин "период полувыведения" применим. Следовательно, это не время, необходимое для снижения количества введенного препарата вдвое.
6. IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «Biological Half Life». doi :10.1351/goldbook.B00658
7. Lin VW; Cardenas DD (2003). Медицина спинного мозга. Demos Medical Publishing, LLC. стр. 251. ISBN 1-888799-61-7.
8. Нордберг, Гуннар (2007). Справочник по токсикологии металлов . Амстердам: Elsevier. С. 119. ISBN 978-0-12-369413-3.
9. Силк, Кеннет Р.; Тайрер, Питер Дж. (2008). Кембриджский учебник по эффективному лечению в психиатрии . Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press. стр. 295. ISBN 978-0-521-84228-0.
10. Хаберфельд Х, изд. (2020). Австрия-Кодекс (на немецком языке). Вена: Österreichischer Apothekerverlag. Аденозин Бакстер 3 мг/мл Для инъекций.
11. Хаберфельд Х, изд. (2020). Австрия-Кодекс (на немецком языке). Вена: Österreichischer Apothekerverlag. Норадреналин Орфа 1 мг/мл Konzentrat zur Herstellung einer Infusionslösung.
12. Ehrsson, Hans; et al. (Winter 2002). "Фармакокинетика оксалиплатина у людей". Medical Oncology . 19 (4): 261–5. doi :10.1385/MO:19:4:261. PMID  12512920. S2CID  1068099. Архивировано из оригинала 28 сентября 2007 г. Получено 28 марта 2007 г.
13. Zaleplon Monograph . Доступ 15 апреля 2021 г.
14. Morphine Monograph . Доступ 15 апреля 2021 г.
15. Flurazepam Monograph . Доступ 15 апреля 2021 г.
16. «Дозировка Trexall, Otrexup (метотрексат), показания, взаимодействия, побочные эффекты и многое другое». reference.medscape.com .
17. Манфредония, Джон (март 2005 г.). «Назначение метадона для лечения боли при уходе за больными в конце жизни». Журнал Американской остеопатической ассоциации . 105 (3 дополнения): S18-21. PMID  18154194. Архивировано из оригинала 20 мая 2007 г. Получено 29 января 2007 г.
18. Диазепам Монография . Доступ 15 апреля 2021 г.
19. Хаберфельд Х, изд. (2020). Австрия-Кодекс (на немецком языке). Вена: Österreichischer Apothekerverlag. Эпилан Д 100 мг-таблетки.
20. Бупренорфин Монография . Доступ 15 апреля 2021 г.
21. "Руководство по назначению препарата Клонопин (клоназепам)" (PDF) . Genentech USA, Inc. Октябрь 2017 г. Получено 20 января 2019 г.
22. Асири, Юсиф А.; Мостафа, Гамаль А.Е. (2010). «Донепезил». Профили лекарственных веществ, вспомогательных веществ и связанной с ними методологии . Том 35. Elsevier. С. 117–150. doi :10.1016/s1871-5125(10)35003-5. ISBN 978-0-12-380884-4. ISSN  1871-5125. PMID  22469221. Концентрация донепезила в плазме снижается с периодом полувыведения приблизительно 70 ч. Пол, раса и анамнез курения не оказывают клинически значимого влияния на концентрацию донепезила в плазме [46–51].
23. Fluoxetine Monograph . Доступ 15 апреля 2021 г.
24. Хаберфельд Х, изд. (2020). Австрия-Кодекс (на немецком языке). Вена: Österreichischer Apothekerverlag. Седакорон 200 мг-таблетки.
25. «Таблетки Caprelsa (vandetanib), для перорального применения. Полная информация о назначении» (PDF) . Sanofi Genzyme, Кембридж, Массачусетс, декабрь 2016 г. Получено 24 февраля 2020 г.
26. Хаберфельд Х, изд. (2020). Австрия-Кодекс (на немецком языке). Вена: Österreichischer Apothekerverlag. Аводарт 0,5 мг Вейчкапсельн.
27. "Таблетки Сиртуро (бедаквилин). Полная информация по назначению препарата" (PDF) . Janssen Products, декабрь 2012 г. Получено 24 февраля 2020 г.
28. Николас С Папаниколау; Элефтерия Г Хадзидаки; Стаматис Беливанис; Джордж Н Цанакакис; Аристидис М Цацакис (2005). «Обновление токсичности свинца. Краткий обзор». Medical Science Monitor . 11 (10): RA329-36. PMID  16192916.
29. Гриффин и др. 1975, цитируется в ATSDR 2005
30. Рабинович и др. 1976, цитируется в ATSDR 2005
31. Baribeau, Danielle A; Anagnostou, Evdokia (2015). «Окситоцин и вазопрессин: связывание гипофизарных нейропептидов и их рецепторов с социальными нейроцепями». Frontiers in Neuroscience . 9 : 335. doi : 10.3389/fnins.2015.00335 . ISSN  1662-453X. PMC 4585313. PMID 26441508  . 
32. Malenka RC, Nestler EJ, Hyman SE (2009). "Глава 7: Нейропептиды". В Sydor A, Brown RY (ред.). Молекулярная нейрофармакология: основа клинической нейронауки (2-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill Medical. стр. 195. ISBN 9780071481274. Окситоцин может быть доставлен человеку с помощью назального спрея, после чего он проникает через гематоэнцефалический барьер. ... В двойном слепом эксперименте спрей окситоцина усилил доверительное поведение по сравнению со спреем плацебо в денежной игре с реальными деньгами на кону.
33. McGregor IS, Callaghan PD, Hunt GE (май 2008). «От ультрасоциального к антисоциальному: роль окситоцина в острых подкрепляющих эффектах и ​​долгосрочных неблагоприятных последствиях употребления наркотиков?». British Journal of Pharmacology . 154 (2): 358–68. doi :10.1038/bjp.2008.132. PMC 2442436 . PMID  18475254. Недавние исследования также подчеркивают примечательные анксиолитические и просоциальные эффекты интраназально вводимого ОТ у людей, включая повышенное «доверие», снижение активации миндалевидного тела в ответ на стимулы, вызывающие страх, улучшение распознавания социальных сигналов и увеличение внимания, направленного на области глаз других людей (Kirsch et al., 2005; Kosfeld et al., 2005; Domes et al., 2006; Guastella et al., 2008) 
34. Weisman O, Zagoory-Sharon O, Feldman R (2012). «Интраназальное введение окситоцина отражается в слюне человека». Психонейроэндокринология . 37 (9): 1582–6. doi :10.1016/j.psyneuen.2012.02.014. PMID  22436536. S2CID  25253083.
35. Huffmeijer R, Alink LR, Tops M, Grewen KM, Light KC, Bakermans-Kranenburg MJ, Ijzendoorn MH (2012). «Уровень окситоцина в слюне остается повышенным более двух часов после интраназального введения окситоцина». Neuro Endocrinology Letters . 33 (1): 21–5. PMID  22467107.
36. Майлз Хакер; Уильям С. Мессер; Кеннет А. Бахманн (19 июня 2009 г.). Фармакология: принципы и практика. Academic Press. стр. 205. ISBN 978-0-08-091922-5.
37. Frymoyer, Adam (2019). «Фармакокинетические аспекты у новорожденных». Инфекционные заболевания и фармакология . стр. 123–139. doi :10.1016/B978-0-323-54391-0.00011-4. ISBN 9780323543910. S2CID  57512164.
38. Чан, Патрик; Учизоно, Джеймс А. (2015). «Фармакокинетика и фармакодинамика анестетиков». Основы фармакологии для анестезии, лечения боли и интенсивной терапии . стр. 3–47. doi :10.1007/978-1-4614-8948-1_1. ISBN 978-1-4614-8947-4.
39. Bonate, Peter L.; Howard, Danny R. (2004). Клинический дизайн исследования и анализ . Арлингтон, Вирджиния: AAPS Press. стр. 237–239. ISBN 9780971176744.
40. Toutain, PL; Bousquet-Melou, A. (2004). "Плазменный терминальный период полувыведения". Журнал ветеринарной фармакологии и терапии . 27 (6): 427–439. doi :10.1111/j.1365-2885.2004.00600.x. ISSN  0140-7783. PMID  15601438.
41. Younggil Kwon (8 мая 2007 г.). Справочник по основам фармакокинетики, фармакодинамики и метаболизма лекарств для промышленных ученых. Springer Science & Business Media. стр. 24–. ISBN 978-0-306-46820-9.