Основные вопросы фармакокинетики. Период полувыведения (полужизни)

В определенных случаях крайне важную роль играет владение информацией о свойствах лекарственных препаратов, а также о том, каким образом может реагировать на них человека. В зависимости от таких качеств медикаментов можно делать выводы о возможности и невозможности появления побочных эффектов, а также о том, каким образом нужно планировать того или иного заболевания. Сегодня мы обсудим такое свойство препаратов, как период полувыведения лекарственных веществ.

Что такое период полувыведения лекарственных средств?

Под термином период полувыведения лекарственных веществ подразумевают тот промежуток времени, который нужен веществу для того, чтобы потерять половину своих фармакологических качеств. В большей части случаев такой процесс подразумевает очистку организма почками и печенью в комплекте с функцией эксекреции и удаления вещества из организма. Доктора рассматривают время полувыведения вещества из организма, как тот срок, который нужен для сокращения объема концентрации активного элемента в плазме крови вдвое.

При этом между биологическим периодом и временем полувыведения может быть сложное отношение, которое зависит от особенностей конкретного вещества, а также от того, как оно связывается с белками и взаимодействует с рецепторами.

Зачем нужна информация о периоде полувыведения препаратов?

Период полувыведения препаратов (обозначается как Т1/2) – это довольно полезная фармакологическая особенность. К примеру, после прекращения внутривенного поступления определенного лекарства его концентрация в организме снизится на пятьдесят процентов через один период полувыведения. После того, как пройдет еще один период полувыведения – концентрация уменьшится еще на двадцать пять процентов (половинку от оставшихся пятидесяти процентов) – в общем, на семьдесят пять процентов от исходной. Таким образом, совсем несложно подсчитать, что спустя четыре периода полувыведения исходный объем введенного лекарства снизится в организме до минимального.

С учетом данной закономерности можно сделать следующее утверждение: если препарат будет вводиться в с постоянной скоростью, то примерно спустя четыре периода полувыведения он сможет достичь максимально возможной для данной дозировки устойчивой концентрации. При этом скорость введения медикамента в кровь будет равняться скорости его выведения. Подобная концентрация носит наименование стационарной либо равновесной.

Время полувыведения лекарств – это начальный ориентир, позволяющий выбрать интервал между введениями медикаментов. Так лекарства, характеризующиеся коротким периодом полувыведения, оказывают быстрое и в то же время кратковременное воздействие. А средства с продолжительным Т1/2 характеризуются медленным и долгим эффектом, а также могут накапливаться в организме.

Для среднестатистического человека информация о том каков эффективный период полувыведения препарата из организма также очень важна. Такие знания помогают определить время, в течение которого медикамент остается эффективным. Многие специалисты советуют рассматривать период полувыведения как рекомендованное время между принятием отдельных доз лекарства.

Примеры периодов полувыведения разных лекарственных препаратов

Определенные медикаменты имеют довольно короткий период полувыведения. Так известный всем и привычный аспирин или ибупрофен, принятый в количестве двух таблеток, имеет Т1/2 равный примерно четырем часам. Однако есть другие нестероидные противовоспалительные лекарственные составы, которые способны надолго задерживаться в организме. Так, к примеру, такое активное вещество как пироксикам (препарат Фелден) характеризуется периодом полувыведения равным двадцати четырем часам.

Весьма продолжительным периодом полураспада обладают производные бензодиазепина (к примеру, Клоназепам и Диазепам). Их Т1/2 колеблется от восемнадцати и до пятидесяти (а иногда и более) часов. Также длительный период полураспада характерен для некоторых ингибиторов холинэстеразы, к примеру, Донепезила, предназначенного для лечения болезни Альцгеймера. Такое средство обладает Т1/2 равным семидесяти часам.

Весьма важной является информация о периоде полувыведения антибиотических препаратов, ведь такие лекарства активно применяются современным человеком в терапии самых разных патологических состояний. Современные антибиотики в большей части характеризуются длительным периодом полувыведения, поэтому их можно свободно принимать один раз в день. Если же лекарство имеет короткий период полувыведения, прием осуществляется до трех раз в сутки, что, стоит признать, на порядок увеличивает вероятность развития побочных эффектов. Довольно коротким Т1/2 характеризуется старенький эритромицин – эта величина у данного препарата равняется всего двум часам, таким образом его нужно принимать с интервалом в четыре-шесть часов. А современный азитромицин имеет период полувыведения равный четырнадцати-двадцати часам, поэтому его можно принимать свободно один раз на день.

При подсчете оптимальной дозировки нужно учитывать не только период полувыведения, но и способность лекарства к накоплению, и возможности его распределения по тканям. Скорость полувыведения может меняться в зависимости от индивидуальных особенностей пациента – наличия у него проблем с печенью, почками и пр.

text_fields

text_fields

arrow_upward

После всасывания или введения в кровь лекарства с кровотоком поступают в различные органы и ткани, несвободная (несвязанная с белком) фракция вещества диффундирует в клетки и межклеточное пространство.

В первую очередь — лекарство постунает в наиболее кровоснабжаемые органы — сердце, легкие и мозг, затем происходит его перераспределение в другие органы и системы. Одновременно идут процессы биотрансформации и экскреции лекарства и его метаболитов, что, в конечном счете, приводит к удалению препарата из орга­низма.

Основным местом биотрансформации лекарств является пе­чень.

Неизмененное лекарство и метаболиты удаляются из организ­ма преимущественно через почки или желудочно-кишечный тракт.

Для количественной характеристики этих сложных процессов используются следующие понятия:

Биодостутность npeпарата

text_fields

text_fields

arrow_upward

Часть неизмененного лекарства, достигающая системного кровотока после любого способа введения. При внутривенном введении ле­карств биодоступность равна 1,0 (100%), при пероралыюм приеме она может значительно уменьшаться (< 1,0) по причине недостаточного вса­сывания или метаболизма в печени (эффект “первого прохождения”).

Следует заметить, что на действие лекарства влияет не только всасываемость, но и скорость всасывания. Вещество с большей скорос­тью всасывания при равной биодоступности окажет действие рань­ше и будет дольше сохраняться выше минимальной эффективной кон­центрации, чем медленно всасывающееся.

У ряда лекарств биодоступность определяется степенью разруше­ния в печени при первичном прохождении (морфии, бета-адреноблокаторы, пролонгированные нитраты, верапамил, амитриптилин, изониазид и пр.).

Объем распределения (Vd)

text_fields

text_fields

arrow_upward

Определяется как отношение введенной дозы лекарства (D) к его концентрации в плазме (С): Vd = D/C (л).

При равномерном распределении вещества в организме объем рас­пределения будет примерно равен объему жидкости в организме. Если вещество полностью задерживается в сосудистом русле, Vd значи­тельно уменьшится и будет равен объему плазмы. Если концентра­ция лекарства в тканях значительно выше, чем в плазме, Vd будет очень большим, т. к. для разведения вещества в тканях до уровня его концентрации в плазме требуется значительно больший объем, не­жели объем жидкости в организме.

Клиренс (CL)

text_fields

text_fields

arrow_upward

Равен отношению скорости элиминации (Vэ) лекарства из орга­низма к его концентрации в плазме (С): CL= Vэ)/C (л/ч). Он означает условный объем крови (плазмы), который полностью очищается от лекарства за единицу времени.

Основными органами элиминации являются печень и почки. Не­которые лекарства выводятся преимущественно печенью, другие почками. Общий клиренс препарата можно описать как сумму составляющих, включающих почечный, печеночный и связанный с ра­ботой других органов клиренс: CLобщ = С L печени + С L почек + CLдp.

В большинстве случаев элиминация лекарств является ненасыщаемой. Это значит, что скорость выведения вещества (Vэ) повышается с ростом его концентрации в плазме (С). Чем выше содержание пре­парата в плазме, тем активнее он выводится: V э = CL*C.

При выведении некоторых лекарств элиминация носит характер насыщаемой. Это означает, что при высоких дозах лекарства скорость элиминации перестает увеличиваться с ростом концентрации и ста­новится постоянной — достигается насыщение. В этой ситуации до­зировка превышает возможности элиминации, равновесие между вве­дением и выведением лекарства нарушается, и оно накапливается в организме. Указанный тип элиминации чреват передозировкой и ха­рактерен для этанола, аспирина.

Период полувыведения (Т.)

text_fields

text_fields

arrow_upward

Время, необходимое в процессе выведения лекарства для сниже­ния его концентрации наполовину.

Т 1/2 — весьма полезная фармакодинамическая характеристика. До­пустим, что после прекращения внутривенного введения лекарства концентрация препарата снизится на 50% через один период полу­выведения. После второго периода — она снизится еще на 25% (поло­вина от оставшихся 50%), итого — на 75% от исходной. Через три периода — на 87,5%> от исходной (75%> + половина от оставшихся 25 %), а через четыре — на 94%. Следовательно, через 4 периода полувыве­дения исходная концентрация лекарства снизится до минимальной.

Изданной закономерности следует и другое утверждение: при по­стоянной скорости введения примерно через четыре Т 1/2 лекарство до­стигнет максимальной для данной дозы устойчивой концентрации, при которой скорость поступления препарата в кровь равна скорос­ти его выведения. Эта концентрация получила название равновесной или стационарной.

Величина Т 1/2 служит начальным ориентиром для выбора интер­вала между введениями лекарства. Вещества с коротким Т 1/2 харак­теризуются быстрым и кратковременным действием (эффект АТФ после внутривенного введения продолжается несколько минут). Ве­щества с длительным Т 1/2 действуют медленно и долго, имеют склон­ность к кумуляции (сердечные гликозиды).

Вместе с тем Т 1/2 зависит не только от величины клиренса, но и от объема распределения (Т 1/2 =0, 7*Vd /С1). Так, при недостаточности кровообращения клиренс препаратов снижается из-за уменьшения почечного кровотока, а объем распределения — из-за ухудшения кровоснабжения тканей. В этой ситуации создаются предпосылки для задержки лекарств при неизменном периоде полувыведения.

Процесс накопления лекарства в организме называется кумуляцией. На практике это означает, что если интервал между дозами ко­роче, чем 4 Т 1/2 может возникать кумуляция. В качестве количествен­ного показателя кумуляции используется фактор кумуляции — обратная величина от выведенной части лекарства — 1/Fэ. Лекарство, ко­торое назначается через каждый период полувыведения, имеет фак­тор кумуляции равный 2 (1/0,5=2). через 2 периода — равный 1,33 (1/0.75= 1,33) и т.д.

Равновесная (стационарная) концентрация (Css)

text_fields

text_fields

arrow_upward

Концентрация лекарства, при которой количество препарата, поступающего в кровь, будет соответствовать количеству покидающего кровоток. При постоянной скорости введения она будет достигнута не раньше, чем через 4 периода полувыведения. Скорость достижения стационарной концентрации не зависит от дозы, по величина концен­трации определяется количеством вводимого препарата.

Устойчивая концентрация лекарства в крови, создающая основу для стабильного терапевтического эффекта, достигается только при постоянном внутривенном введении препарата. Если введение (при­ем) лекарства осуществляется через определенный интервал времени, то Css колеблется вокруг своего среднего уровня. Границы этих коле­баний обозначают минимальная и максимальная равновесная концен­трации. При более частом введении лекарства размах колебаний Css будет меньшим, нежели при более редком в эквивалентной дозе.

И т. д.) для потери половины его фармакологического, физиологического или радиоактивного действия. Как правило, это относится к очищению организма через функцию почек и печени в дополнение к функции экскреции и удалению вещества из организма. В медицинском контексте, период полураспада может также описывать время, необходимое для сокращения вдвое концентрации вещества в плазме крови (период полувыведения в плазме). Отношение между биологическим периодом и периодом полувыведения в плазме может быть сложным в зависимости от данного вещества, из-за факторов, включающих накопления в тканях (связывание с белками), активные метаболиты и взаимодействий рецепторов.

Период полувыведения - важный фармакокинетический параметр, обычно обозначаемый t {\displaystyle t} ½ .

Примеры

Вода

Период полувыведения воды из человека составляет от 7 до 14 дней . Но он может меняться в зависимости от поведения. Употребление алкоголя в больших количествах сократит это время. Это было использовано для обеззараживания людей, которые подверглись внутреннему загрязнению тритиевой водой (тритием). Употребление такого же количества воды имело бы такой же эффект, но большинству людей сложно пить большие объемы воды. Основа этого метода очистки (используемого в Харуэлле) - увеличение скорости, с которой вода в теле заменяется новой.

Алкоголь

В случае с некоторыми веществами, важно думать о теле человека или животного, как о состоящем из нескольких частей, каждая со своей близостью к веществу, и каждой части с разным периодом полувыведения (фармакокинетическое моделирование на физиологической основе). Попытка вывести вещество из всего организма может увеличить нагрузку на определённую часть организма. Например, если человеку, отравившемуся свинцом ввести ЭДТА при лечении отравления, тогда, в то время как скорость выведения свинца будет увеличена, свинец устремляется в мозг , где он может нанести наибольший ущерб.

• Полоний имеет период полувыведения из организма примерно от 30 до 50 дней.
• Цезий имеет период полувыведения из организма примерно от одного до четырёх месяцев.
• (в виде ) имеет период полувыведения из организма примерно 65 дней.
• Свинец имеет период полувыведения из костей примерно 10 лет.
• Кадмий имеет период полувыведения из костей примерно 30 лет.
• Плутоний имеет период полувыведения из костей примерно 100 лет.

Немного о теории дозирования лекарств, откуда оно что берется и зачем этому следовать.

Начнем с того, что если лекарство принимается в определенной дозе через одинаковые временные интервалы, то его концентрация в плазме зависит от соотношения периода полувыведения (t1/2 - определение см. внизу) и временного интервала между приемами. Дело в том, что если лекарство после каждого приема выводится полностью до поступления новой дозы, то концентрация его в плазме каждый раз достигает одного и того же уровня. Если последующая доза лекарства вводится до того, как вывелась предыдущая, то оставшаяся и вновь поступившие концентрации суммируются и наблюдается кумулятивный эффект.

То есть чем короче интервал между приемами лекарства по сравнению с периодами полувыведения, тем больше остаточное количество лекарства в крови, к которому добавляется новая доза и тем сильнее выражен кумулятивный эффект. Но этот процесс, в конце концов, достигает равновесного состояния, когда устанавливается постоянная концентрация лекарства в плазме. Установление равновесной концентрации связано с тем, что скорость выведения лекарства зависит от его концентрации (заумно, но проще сказать не получается), то есть чем больше концентрация в плазме, тем больше препарата выводится в единицу времени. Таким образом, после многократного введения ЛВ его концентрация в плазме достигает той величины, когда количество выведенного ЛВ равно количеству вновь поступившего. И достигается эта идиллия через три периода полувыведения.

Но, есть очередное «но». Поддержание постоянной концентрации лекарства в крови - это, как ни странно, очень трудноосуществимое мероприятие на практике. Например, если были пропущены хотя бы 2 приема лекарства подряд, то концентрация его в крови падает ниже терапевтического уровня, и чтобы вернуть все назад, как было, потребуется длительный период восстановления, отнюдь не равный этим пропущенным часам.

Еще пример, самая частая проблема, приводящая к нерегулярному поступлению препарата - это назначение суточной дозы лекарства в три приема без расшифровки по часам. В итоге, что мы получаем - пациент принял таблетку перед завтраком, перед обедом и перед ужином (а если вспомнить, повальное увлечение не есть после 6-ти вечера, то все 3 приема пищи и лекарства укладываются в лучшем случае в 12 часов). При таком подходе мы получаем длительный ночной перерыв, который минимум в 2 раза превышает дневные интервалы приема. В итоге утром мы имеет концентрации лекарства далеко за нижней границей нормы.

Учитывая то, что при многих заболеваниях положительный терапевтический эффект наблюдается только при постоянно высокой концентрации лекарства в плазме, именно ее мы должны и обеспечить. Достигнуть этого можно только регулярным, почасовым приемом препарата, а для этого с пациентом (особенно с амбулаторным) должно быть достигнуто взаимопонимание, а именно строгий почасовой прием препаратов (а не банальное «по одной таблетке 3 раза в день»), а еще лучше - использование специальных ретардированных форм препаратов, но только для случаев уже подобранной и длительной терапии, так как ретардированные формы плохо поддаются контролю, сугубо по своей форме и длительному выведению из организма. И пациенту не мешало бы объяснить, почему он должен пить лекарство строго по часам («напоминалка» в мобильнике сильно облегчает процесс) или почему ему назначена дорогая ретардная форма, а не «та дешевая» (во многих случаях написав на листке стоимость 3-х упаковок обычного и одной упаковки ретардного, плюс объяснив удобство разового приема, а не горстями и забывая о них - получается убедить даже самых твердолобых пациентов)

Несколько слов о дозировках. Надо понимать, что рекомендованные производителем дозировки лекарств, это среднее из того, что отобрано в клинических исследованиях по критерию «доза-лечебный эффект». А эффект любого лекарства зависит от индивидуальных особенностей больного. Поэтому, хотя для большинства рекомендуемые терапевтические дозы подходят совершенно беспроблемно, есть особая группа пациентов, у которых все далеко не так и требуется индивидуальный подбор и не стоит лекарство сразу сбрасывать со счетов как неэффективное.

Такая различная чувствительность может быть связана с фармакокинетическими (одинаковая доза, но разная концентрация в крови - вспоминаем пресистемное выведение и действие ферментов, в том числе цитохромов на лекарство) и фармакодинамическими (одинаковая концентрация в крови, но разный лечебный эффект) факторами. Такие различая изучаются в разделе фармакогенетика, в дебри которой, с Вашего позволения, я не полезу. Но замечу, что такие различия могут зависеть от разного ферментативного набора или разной активности ферментов у разных людей, кроме того свой отпечаток накладывают этнические особенности и метаболический статус пациента (у пациента с ожирением дозирование должно быть одно, а у пациента с недостатком веса - совершенно другое)
К чему я все это написала? Да собственно к тому, что подбирая терапию своим подопечным про такие мелочи как дозирование и строгие инструкции пациенту в его отношении не стоит забывать, так как это, во-первых, улучшает взаимопонимание между нами и ими, а во вторых, приносит много лучшие результаты лечения и минимизацию побочных эффектов, и, в третьих, бережет кошельки наших больных и они меньше слушают и повторяют те гадости, что льются на нас со всех сторон.

Период полувыведения - это время, за которое концентрация вещества уменьшается вдвое. Является постоянной величиной и всегда указывается в описании препарата.

Да, букв много, и рисовать мышкой я не великий художник - поэтому извиняюсь

Лекарственные средства с незначительным периодом полувыведения по сравнению с интервалом между приемами препарата. У многих лекарственных средств период полувыведения намного меньше, чем интервал между приемами препарата. В случае использования таких препаратов аккумуляция не происходит или происходит в незначительном объеме, и концепция стабильного состояния, возможно, не имеет значения. Если период полувыведения меньше, чем интервал между приемами лекарственного средства, реакцию на препарат часто можно оценить по первой дозе (или по истечении достаточного времени для проявления симптомов болезни или реакции организма). Например, многие антимикробные средства (в частности, аминогликозиды) с периодом полувыведения менее двух часов (например, амикацин у собак) применяются с интервалом 8-12 часов. Таким образом, к моменту введения следующей дозы пройдет от 4 до 6 периодов полувыведения, и в организме останется менее 5% дозы. При такой схеме приема лекарственного средства амикоцин не будет накапливаться в плазме и не будет достигнуто равновесие стабильного состояния.

Метод систематической регистрации, учета и оценки побочных действий лекарственных препаратов целесообразно использовать в отношении этих препаратов для обеспечения и поддержания на достаточном уровне терапевтической концентрации, а также предотвращения токсической концентрации на протяжении отдельно взятого интервала между приемами препарата. При использовании лекарств с коротким периодом полувыведения концентрация препаратов в плазме может резко изменяться меясду приемами лекарственного средства. Диапазон изменения будет значительно выше для лекарств с более коротким периодом полувыведения. Концентрация лекарственного вещества в плазме может становиться токсической после каждой дозы, а затем опускаться ниже минимального значения эффективной концентрации перед приемом следующей дозы. При увеличении дозы повышается опасность достижения токсической концентрации после приема лекарства. Уменьшение дозы, с другой стороны, увеличивает вероятность неудачного исхода лечения. В подобных случаях для уменьшения колебаний такого рода необходимо изменить интервал меясду приемами препарата. Новое значение интервала между приемами лекарственного средства следует определять не только на основании значения периода полувыведения препарата, но и с учетом других его побочных действий. Для некоторых лекарственных веществ интервалы меясду приемами препарата могут быть более продолжительными, чем ожидается, что обусловлено периодом полувыведения. Для тех лекарственных средств ( аминогликозиды и многие другие антибиотики), чье действие проявляется и при отсутствии препаратов в плазме, интервал не следует изменять, даже если значение дозы выходит за пределы терапевтического диапазона в течение интервала меясду приемами препарата. В организме животных, находящихся в нормальном состоянии, аминогликозиды нельзя будет обнаружить при соблюдении 12-часового, а еще лучше - 24-часового интервала между приемами лекарственного средства. Однако эти препараты сохраняют свою эффективность, потому что их постантибиотическое действие позволяет выдерживать относительно продолжительный (и удобный) интервал между приемами препарата, несмотря на короткий период полувыведения.

Для некоторых лекарственных препаратов терапевтическую концентрацию препарата необязательно контролировать непосредственно перед наступлением стабильного состояния. В качестве примера можно назвать лекарственные вещества, воздействующие на эндокринную систему . Несмотря на то, что период полувыведения тироидных гормонов составляет менее 12 часов для собак и кошек, физиологическая реакция на их действие может продолжаться в течение нескольких недель. Таким образом, до момента достижения стабильного состояния (что включает достижение физиологического баланса этого гормона) проходит больше времени, чем 5 периодов полувыведения препарата.