Главная » Свойства крови » Константа элиминации и квота элиминации. Элиминирование лекарств

Константа элиминации и квота элиминации. Элиминирование лекарств

Константа элиминации – процентное отношение количества вещества, элиминировавшего за сутки, к количеству вещества, имевшемуся в организме на начало суток.

В большинстве реальных клинических ситуаций данное соотношение не является константой, поэтому вместо константы элиминации используют расчетную величину – кажущуюся константу элиминации.

Константа элиминации измеряется в процентах.

Квота элиминации – количество вещества (в граммах или принятых единицах), элиминирующего из организма за сутки.

Например, константа элиминации строфантина составляет 30%. Это означает, что в течение суток из организма выводится 30% имевшегося лекарства. Если ввести внутривенно 0,5 мг строфантина, то через 24 часа его количество в организме будет меньше на 30% и составит 0,35 мг. Квота элиминации в этом случае окажется равной 0,15 мг (0,5мг x 30%).

Клиренс

Наиболее показательной и широко используемой величиной, используемой для характеристики элиминации, является общий клиренс лекарственного вещества.

Клиренс – условный объем плазмы крови, который полностью очищается от лекарственного вещества за единицу времени.

Общий клиренс лекарственного вещества складывается из клиренсов во всех органах и тканях, участвующих в элиминации данного вещества. Можно отдельно рассчитывать почечный клиренс, печеночный клиренс и т.д.

В фармакокинетических расчетах широко используется формула для расчета общего клиренса: Cl общ =Vd·β, гдеCl общ – общий клиренс,Vd– кажущийся объем распределения, аβ– константа элиминации (кажущаяся константа элиминации).

Период полуэлиминации

Важной характеристикой, позволяющей врачу определить скорость элиминации, является также период полуэлиминации. Его обозначают как T ½ и иногда называют также периодом полужизни.

Период полуэлиминации – время, за которое концентрация вещества в плазме крови снижается наполовину.

Следует иметь в виду, что продолжительность действия препарата часто не совпадает с периодом полуэлиминации. Она определяется продолжительностью сохранения терапевтической концентрации, причем минимальная терапевтическая концентрация может быть как существенно меньше, так и больше, чем половина начальной концентрации препарата.

Режимы дозирования лекарств. Насыщающая и поддерживающая терапия. Ударная доза

Дозы и кратность введения препарата, а также его элиминация определяют содержание лекарственного вещества в организме и его концентрацию в плазме крови. После однократного введения концентрация вещества в плазме чаще всего снижается следующим образом:

При повторном введении на достижение и поддержание терапевтической концентрации лекарства влияет режим его дозирования.

Режим дозирования – схема, по которой производится повторное введение лекарства в организм.

При многократном введении от приема к приему концентрация вещества в плазме крови сначала постепенно растет, а потом устанавливается на стабильном уровне.

Насыщающая терапия

Поддерживающая терапия

В этом случае период роста концентраций можно назвать фазой насыщения (нагрузки) , а период постоянных концентраций –фазой поддержания . Переход от фазы насыщения к фазе поддержания осуществляется в тот момент, когда квота элиминации, возрастающая вместе с ростом плазменной концентрации вещества, сравнивается с вводимой за соответствующий период дозой препарата.

Нагрузочная и поддерживающая дозы могут быть одинаковыми или различными. Это зависит от периода полуэлиминации препарата, широты его терапевтического действия, а также необходимой скорости получения эффекта.

В некоторых случаях (например, при химиотерапии) наличие фазы насыщения является нежелательным. В таких случаях целесообразно начинать терапию с ударной дозы.

Ударная доза – повышенная доза, позволяющая достичь терапевтической концентрации препарата в крови уже после первого его введения в организм.

При рассмотрении физиологических процессов (разделы 6.6; 7.2.5; Глава 9), определяющих фармакокинетические показатели нами была дана их характеристика. С целью лучшего понимания материала нами повторяются некоторые из вышеназванных параметров, а некоторые рассматриваются впервые.

Константа скорости элиминации (обозначение - Ке1, размерность - ч-1, мин-1) - параметр, характеризующий скорость элиминации препарата из организма путем экскреции и биотрансформации. В многочастевых моделях величина Ке1 обычно характеризует элиминацию препарата из центральной камеры, включающей кровь и ткани, быстро обменивающихся препаратом с кровью. Элиминацию препарата из организма в этом случае характеризует кажущаяся константа элиминации - комплексный параметр (обозначение Р, размерность - ч-1, мин-1), связанный с другими константами модели (Кір см. ниже).

Константа скорости абсорбции (всасывания) (обозначение К01, размерность - ч-1) параметр, характеризующий скорость поступления препарата из места введения в системный кровоток при внесосудистом способе введения.

Константа скорости перехода препарата между частями (камерами) в многочастевых (многокамерных) моделях (обозначение Кф размерность - ч-1, мин-1) параметр, характеризующий скорость выхода препарата из г"-ой камеры в /-ю. Например, в двухчастевой модели существуют две константы скорости перехода - одна характеризует скорость перехода из центральной (первой камеры) в периферическую (вторую) и обозначается /С,2; другая характеризует обратный процесс и обозначается К2Х. Отношение этих констант определяет равновесное распределение препарата. Суммарно кинетика процесса распределения между двумя камерами характеризуется комплексным параметром, который зависит от константы скоростей всех процессов, учитываемых моделью. В рамках двухчастевой модели этот параметр обозначают а, его размерность - ч-1, мин-1.

Константа скорости экскреции (обозначение Ке или Кех, размерность - ч-1, мин-1) параметр, характеризующий скорость выделения препарата с каким-либо экскретом: с мочой, калом, слюной, молоком и др. В рамках линейной модели эта константа должна совпадать по величине с константой скорости элиминации в том случае, если препарат выводится из организма только в неизменном виде одним путем, например, с мочой. В других случаях величина Кех равна доле от Ке1-

Период полу элиминации препарата (обозначение Тх/2, размерность - ч, мин) - время элиминации из организма половины введенной и поступившей дозы препарата. Соответствует времени уменьшения в два раза концентрации препарата в плазме (сыворотке) крови на участке моноэкспотенциального снижения плазменного (сывороточного) уровня препарата, т. е. в Р-фазе.

Величина Т|/2 определяется суммарно экскрецией и биотрансформацией препарата, т. е. его элиминацией. Период полуэлиминации однозначно зависит от константы скорости элиминации: для одночастевой модели - Т1/2 = 0,693/Keh для многочастевой - Т1/2 - 0,693/р.

Период полу абсорбции (полувсасывания) препарата (обозначение Тх/2а, размерность - ч, мин) - время, необходимое для абсорбции (всасывания) из места введения в системный кровоток половины введенной дозы. Параметр используется для описания кинетики препарата в случае его внесосудистого введения и однозначно зависит от константы скорости всасывания препарата.

Период полураспределения препарата (обозначение Тх/2а, размерность - ч, мин) - условный параметр, характеризующий в рамках двухчастевой модели распределение между центральной камерой, включающей плазму крови, и периферической камеры (органы, ткани). Величина Тх/2а соответствует времени достижения уровней препарата, равных 50 % от равновесных концентраций, которые наблюдаются при достижении равновесия между кровью и другими тканями.

Кажущаяся начальная концентрация препарата (обозначение С0 или С°, размерность - ммоль/л, мкг/л, нг/мл и др.) - условный параметр, равный той концентрации, которая получилась бы в плазме крови при условии введения препарата в кровь и мгновенного распределения его по органам и тканям (при анализе одночастевой модели) или в объеме центральной камеры (при анализе дву- и многочастевой моделей). Величина С при линейной кинетике препарата в организме прямопропорциональна дозе препарата.

Стационарная концентрация препарата в плазме крови (обозначение Css, размерность - ммоль/л, мкг/л, нг/мл) - та концентрация, которая устанавливается в плазме (сыворотке) крови при поступлении препарата в организм с постоянной скоростью.

В случае интермиттирующего введения (приема) препарата через одинаковые промежутки времени в одинаковых дозах используют понятие максимальная стационарная концентрация (С™х) и минимальная стационарная концентрация (С™п).

Объем распределения препарата (обозначение Vd или V, размерность - л, мл) - условный параметр, характеризующий степень захвата препарата тканями из плазмы (сыворотки) крови. Величина Vd в рамках одночастевой модели равна такому условному объему жидкости, в котором распределяется вся попавшая в организм доза препарата, чтобы получилась концентрация, равная кажущейся начальной концентрации (С0). Часто объем распределения относят к единице массы тела больного (G, кг) и получают удельный объем распределения (обозначение Ad, размерность - л/кг, мл/г). В много- частевых моделях вводят понятие объем распределения в і-ой камере (обозначение Vh размерность - л, мл). Например, при анализе двухчастевой модели рассчитывают объем первой, центральной камеры (1/), в которую входит и плазма крови. Общий или кинетический объем распределения в таких моделях (обозначение V$, размерность - л, мл) характеризует распределение препарата после достижения состояния квазистационарного равновесия между концентрацией препарата в крови (центральной камере) и других тканях (периферических камерах). Для двухчастевой модели справедливо выражение Кр = (kei/$)/Vu Для этой модели предложено также использовать параметр стационарный объем распределения (обозначение Vss, размерность - л, мл), который пропорционален величине объема распределения в первой камере.

Часто объем распределения называют «кажущимся», что только утяжеляет терминологию, но не вносит дополнительных разъяснений, поскольку условность этого параметра следует из его определения.

Общий клиренс препарата (синонимы: клиренс тела, клиренс плазмы (сыворотки), плазменный (сывороточный) клиренс; обозначение С1, или С1Т, размерность - мл/мин, л/час) - параметр, соответствующий объему тест-ткани, освобождающейся от препарата за единицу времени. В простейшем случае клиренс препарата - это отношение скорости элиминации всеми возможными путями к концентрации лекарства в биологических тканях.

Почечный (ренальный) клиренс препарата (обозначение С/поч, Clr, ClR, размерность - л/ч, мл/мин) - параметр, определяющий скорость элиминации лекарственного препарата из организма путем его экскреции почками. Величина С1Г соответствует (условно) той части объема распределения, из которой препарат элиминирует с мочой в единицу времени.

Внепочечный (экстраренальный) клиренс препарата (обозначение С1еп С/в/поч, С1т, размерность - л/ч, мл/мин) - параметр, характеризующий скорость элиминации из организма препарата другими путями помимо выделения с мочой, в основном за счет биотрансформации (метаболизма) препарата и его экскреции с желчью. Величина С1ег соответствует (условно) той части объема распределения, из которой препарата элиминирует в единицу времени суммарно всеми путями элиминации, кроме экскреции почками.

Площадь под кривой «концентрация-время» (синоним - площадь под фармакокинетической кривой; обозначение AUC или S, размерность - ммоль-ч-л-1, ммоль-мин-л-1, мкг-ч-мл-1, мкг-мин-мл_1, нг-ч-мл-1, нг мин-мл-1 и др.) - на графике в координатах концентрация препарата в плазме (сыворотке) крови, Ср - время после введения препарата, Г, площадь фигуры, ограниченной фармакокинетической кривой и осями координат. AUC связан с другим фармакокинетическим параметром - объемом распределения; AUC обратно пропорциональна общему клиренсу препарата. При линейности кинетики препарата в организме величина AUC пропорциональна общему количеству (дозе) препарата, попавшего в организм. Часто пользуются площадью не под всей фармакокинетической кривой (от нуля до бесконечности по времени), а площадью под частью этой кривой (от нуля до некоторого времени t)\ этот параметр обозначают AUC,.

Время достижения максимальной концентрации (обозначение £тах или /макс, размерность - ч, мин) - время достижения концентрации препарата в крови.

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ХИМИИЛекция 16. Использование кинетики в
фармации
1.
2.
Константа всасывания. Константа элиминации.
Время полувыведения препарата.
Влияние температуры на скорость химической
реакции. Ускоренный метод определения сроков
годности лекарственного препарата.
Лектор: доцент Григорьева Марина Викторовна

Основной задачей фармакокинетики
является количественное описание с
помощью уравнений кинетики
протекание во времени процессов
всасывания, распределения,
метаболизма и экскреции препаратов.
На этой основе устанавливается связь
между концентрацией инородного
вещества в области его действия и
величиной эффекта.

1. Константа всасывания. Константа элиминации.

Фармакокинетика широко использует
приемы математического моделирования
хорошо известные из биологической
кибернетики. Простейшей моделью
организма с введенной в него дозой
лекарства является сосуд с раствором этого
лекарства. Объем сосуда можно считать
примерно равным объему жидкой среды
организма, в среднем около 7,5 л. Одна из
стенок сосуда полупроницаемая; пропускает
наружу лекарственный препарат и не
пропускает растворитель.

1. Константа всасывания. Константа элиминации.

т, мг
SO г. мин
Фармакокинетика введения и выведения препарата
из организма: а - сосуд, моделирующий жидкую
среду организма с введенным препаратом (доза т0),
б -кинетическая кривая введения и выведения
препарата из организма, Ʈ 1/2- время
полувыведения (20 мин)

1. Константа всасывания. Константа элиминации.

Рассмотрим обычный путь
лекарственного вещества в организме.
Его можно рассматривать как
последовательность двух процессов:
всасывание из желудка в кровь
(характеризуется константой
всасывания kв и выведение
(элиминация) из крови в мочу
(характеризуется константой выведения
kе).

1. Константа всасывания. Константа элиминации.

Желудок
mж
kв
Кровь
mк
kе
Моча
mм
Кинетика изменения массы лекарства в
желудке тж,крови тк и моче тм описывается
системой трех дифференциальных
уравнений, которые составляются для
скорости простых реакций на основе закона
действующих масс:

1. Константа всасывания. Константа элиминации.

dmж
ke mж
d
dmк
ke mж ke mк
d
dmм
ke mк
d

1. Константа всасывания. Константа элиминации.

Графики зависимостей массы от времени
называются кинетическими кривыми.
Содержание лекарства в крови в
зависимости от времени описывается
кривой с максимумом.
Максимальное содержание лекарства в
крови должно быть больше некоторого
минимального (действующего)
значения, но не выше некоторого
максимального (токсичного) значения.

1. Константа всасывания. Константа элиминации.

Уравнение кинетики выведения препарата
(третье уравнение) аналогично уравнению
кинетики реакции первого порядка. Где m0 –
начальная доза препарата.
m m0 e
k e

1. Константа всасывания. Константа элиминации.

Константа элиминации kе, является
характеристикой препарата и для
разных препаратов имеет различные
значения порядка 10-3 – 10-25 с-1.
Время полувыведения инородного
вещества из организма рассчитывают
с помощью выражения:Ʈ½ = 0,69/ kе.

1. Константа всасывания. Константа элиминации.

Времена полувыведения различных лекарств
из организма находятся в пределах порядка
100-10000 с. Это значит, что в организме
лекарство может находиться от нескольких
десятков минут до нескольких часов.
Значение времени полувыведения очень
важно знать врачу, т.к. эта величина
позволяет определить дозировку лекарства и
частоту его приема.

Температурные зависимости скорости
химических реакций подразделяют на:
а -нормальная; б - аномальная; в ферментативная

2. Влияние температуры на скорость реакций

Нормальная зависимость скорости от
температуры выражают эмпирическим
правилом Вант-Гоффа (1884 г), согласно
которому повышение температуры на 10°
увеличивает константу скорости реакции в
2-4 раза.
k 2 1 VT2
k1 2 VT1
T2 T1
10

2. Влияние температуры на скорость реакций

На основе правила Вант-Гоффа
разработан метод «ускоренного
старения лекарственной формы» для
определения срока ее годности.
Препарат хранят при температурах
превышающих обычные температуры
хранения, он быстрее приходит в
негодность. На основе полученных
данных можно предположить какие
процессы и в течение какого времени
будут протекать с лекарством при
обычной температуре хранения.

2. Влияние температуры на скорость реакций

Этот метод позволяет, во-первых,
значительно сократить время,
необходимое для установления срока
годности лекарства в условиях
хранения его при известной
температуре склада и, во-вторых,
определить температуру хранения,
обеспечивающую заданный срок
годности.

2. Влияние температуры на скорость реакций

Для лекарственных форм γ=2, тогда срок
годности можно рассчитать по уравнению:
2 2
T2 T1

Под элиминированием следует понимать совокупность всех процессов метаболизма и выведения, которые приводят к снижению содержания активной формы лекарственного вещества в организме и его концентрации в плазме крови.

Два основных органа, в которых осуществляется элиминация лекарств – это почки и печень. В почках элиминация осуществляется главным образом путем экскреции. В печени элиминация лекарств осуществляется путем биотрансформации исходного вещества в один или несколько метаболитов и путем экскреции неизмененного вещества с желчью.

К другим органам, элиминирующим лекарства, относятся легкие, кровь, мышцы и любые другие органы, где вещества подвергаются метаболизму или могут выводится.

Мерой способности организма элиминировать лекарство является клиренс. В простейшем случае клиренс лекарства (Cl) – это отношение скорости элиминации лекарства всеми возможными путями к его концентрации в плазме крови (c):

Cl = скорость элиминации / с

По своей сути величина клиренса численно указывает на объем плазмы, который полностью освобождается от лекарства в единицу времени. Понятно, что общий клиренс отражает элиминирование лекарства в каждом из органов элиминации и является суммарной величиной, т.е. Cl общий(системный) = Cl почечный + Cl печеночный + Cl другими путями.

Другими показателями, характеризующими процесс элиминации являются константа скорости элиминации (К el) и период полувыведения (Т 1/2).

Константа скорости элиминации (К el) указывает какая часть вещества элиминируется из организма в единицу времени.

Период полувыведения (Т 1/2) – это время необходимое для снижения концентрации лекарства в плазме крови в процессе элиминации на половину от исходной.

Элиминация первого порядка.

Термин «первого порядка» обозначает, что скорость элиминации пропорциональна концентрации вещества, то есть, чем выше концентрация тем большее количество вещества будет элиминировано в единицу времени. По мере снижения концентрации понижается и количество выводимого вещества в единицу времени. В результате концентрация лекарства в плазме крови снижается во времени экспоненциально (см. РИС. ниже).

Лекарственные вещества с кинетикой элиминации первого порядка (а это большинство лекарственных веществ при их применении в терапевтических дозах) характеризуются постоянной величиной периода полувыведения, что может быть использовано для определения времени в течение которого лекарственное вещество может быть полностью удалено из организма. Можно легко подсчитать, что для этого необходимо время равное 4‒5 периодам полувыведения.

Элиминация нулевого порядка. Термин «нулевой порядок» обозначает, что скорость элиминации постоянна (в единицу времени элиминируется определенное одинаковое количество вещества) и не зависит от концентрации вещества. Как результат этого концентрация вещества в плазме будет понижаться линейно во времени (РИС. ниже). Кинетика элиминации нулевого порядка встречается относительно редко, например в тех случаях если вводимая доза лекарства превышает возможности ферментов, принимающих участие в элиминировании лекарственного средства. Такая ситуация возникает при введении в организм, например, этанола, использовании высоких терапевтических или токсических доз ацетилсалициловой кислоты, противоэпилептического средства фенитоина.

В случае кинетики нулевого порядка понятие периода полуэлиминации утрачивает свой смысл – этот параметр изменяется непрерывно, вместе с изменением концентрации лекарственного вещества в крови.