Vida media biológica - Biological half-life

Vida media biológica (también conocido como vida media de eliminación , farmacológico vida media ) de una sustancia biológica , tal como la medicación es el tiempo que toma a partir de su concentración máxima ( C max ) a la mitad de su concentración máxima en el plasma sanguíneo , y se indica con la abreviatura .

Se utiliza para medir la eliminación de cosas como metabolitos , fármacos y moléculas de señalización del cuerpo. Por lo general, la vida media biológica se refiere a la limpieza natural del cuerpo a través de la función del hígado y mediante la excreción de la sustancia medida a través de los riñones y los intestinos. Este concepto se utiliza cuando la tasa de eliminación es aproximadamente exponencial .

En un contexto médico, la semivida describe explícitamente el tiempo que tarda la concentración de una sustancia en el plasma sanguíneo en reducir a la mitad ( semivida plasmática ) su estado estable cuando circula en la sangre completa de un organismo . Esta medida es útil en medicina, farmacología y farmacocinética porque ayuda a determinar qué cantidad de un medicamento debe tomarse y con qué frecuencia debe tomarse si se necesita una cierta cantidad promedio constantemente. Por el contrario, la estabilidad de una sustancia en el plasma se describe como estabilidad del plasma. Esto es esencial para garantizar un análisis preciso de los fármacos en plasma y para el descubrimiento de fármacos .

La relación entre la vida media biológica y plasmática de una sustancia puede ser compleja dependiendo de la sustancia en cuestión, debido a factores que incluyen la acumulación en los tejidos ( unión a proteínas ), metabolitos activos e interacciones con los receptores.

Ejemplos de

Agua

La vida media biológica del agua en un ser humano es de aproximadamente 7 a 14 días . Puede alterarse por comportamiento. Beber grandes cantidades de alcohol reducirá la vida media biológica del agua en el cuerpo. Esto se ha utilizado para descontaminar a los seres humanos que están contaminados internamente con agua tritiada ( tritio ). La base de este método de descontaminación (utilizado en Harwell ) es aumentar la velocidad a la que el agua del cuerpo se reemplaza con agua nueva.

Alcohol

La eliminación del etanol (beber alcohol) a través de la oxidación por la alcohol deshidrogenasa en el hígado del cuerpo humano es limitada. Por tanto, la eliminación de una gran concentración de alcohol de la sangre puede seguir una cinética de orden cero . Además, los pasos que limitan la velocidad de una sustancia pueden ser comunes con otras sustancias. Por ejemplo, la concentración de alcohol en sangre se puede utilizar para modificar la bioquímica del metanol y el etilenglicol . De esta manera, la oxidación del metanol al formaldehído tóxico y al ácido fórmico en el cuerpo humano se puede prevenir dando una cantidad apropiada de etanol a una persona que ha ingerido metanol. Tenga en cuenta que el metanol es muy tóxico y causa ceguera y muerte. Una persona que ha ingerido etilenglicol puede recibir el mismo tratamiento. La vida media también es relativa a la tasa metabólica subjetiva del individuo en cuestión.

Medicamentos recetados comunes

Sustancia Vida media biológica
Adenosina Menos de 10 segundos (estimación)
Noradrenalina 2 minutos
Oxaliplatino 14 minutos
Zaleplon 1 hora
Morfina 1,5–4,5 horas
Flurazepam 2,3 horas

Metabolito activo ( N-desalkylflurazepam ): 47-100 horas

Metotrexato 3 a 10 horas (dosis más bajas),

8 a 15 horas (dosis más altas)

Metadona 15 a 72 horas

en casos raros hasta 8 días

Diazepam 20–50 horas

Metabolito activo ( nordazepam ): 30-200 horas

Fenitoína 20 a 60 horas
Buprenorfina 28 a 35 horas
Clonazepam 30–40 horas
Donepezilo 3 días (70 horas)
Fluoxetina 4-6 días (bajo administración continua)

Metabolito lipofílico activo ( norfluoxetina ): 4 a 16 días

Amiodarona 14-107 días
Vandetanib 19 días
Dutasterida 21 a 35 días (bajo administración continua)
Bedaquilina 165 días

Rieles

La vida media biológica del cesio en humanos es de entre uno y cuatro meses. Esto se puede acortar alimentando a la persona con azul de prusia . El azul de Prusia en el sistema digestivo actúa como un intercambiador de iones sólidos que absorbe el cesio mientras libera iones de potasio .

Para algunas sustancias, es importante pensar en el cuerpo humano o animal como compuesto de varias partes, cada una con su propia afinidad por la sustancia, y cada parte con una vida media biológica diferente ( modelado farmacocinético basado en fisiología ). Los intentos de eliminar una sustancia de todo el organismo pueden tener el efecto de aumentar la carga presente en una parte del organismo. Por ejemplo, si una persona que está contaminada con plomo recibe EDTA en una terapia de quelación , mientras aumenta la velocidad a la que se pierde el plomo del cuerpo, el plomo dentro del cuerpo tiende a trasladarse al cerebro, donde puede hacerlo. el mayor daño.

  • El polonio en el cuerpo tiene una vida media biológica de aproximadamente 30 a 50 días.
  • El cesio en el cuerpo tiene una vida media biológica de aproximadamente uno a cuatro meses.
  • El mercurio (como metilmercurio ) en el cuerpo tiene una vida media de aproximadamente 65 días.
  • El plomo en la sangre tiene una vida media de 28 a 36 días.
  • El plomo en los huesos tiene una vida media biológica de unos diez años.
  • El cadmio en el hueso tiene una vida media biológica de unos 30 años.
  • El plutonio en el hueso tiene una vida media biológica de aproximadamente 100 años.
  • El plutonio en el hígado tiene una vida media biológica de unos 40 años.

Vida media periférica

Algunas sustancias pueden tener diferentes vidas medias en diferentes partes del cuerpo. Por ejemplo, la oxitocina tiene una vida media de aproximadamente tres minutos en la sangre cuando se administra por vía intravenosa . Los péptidos administrados periféricamente (por ejemplo, por vía intravenosa) como la oxitocina atraviesan muy mal la barrera hematoencefálica , aunque parece que cantidades muy pequeñas (<1%) ingresan al sistema nervioso central en humanos cuando se administran por esta vía. En contraste con la administración periférica, cuando se administra por vía intranasal a través de un aerosol nasal, la oxitocina atraviesa de manera confiable la barrera hematoencefálica y exhibe efectos psicoactivos en humanos. Además, también a diferencia del caso de la administración periférica, la oxitocina intranasal tiene una duración central de al menos 2,25 horas y hasta 4 horas. Probablemente en relación con este hecho, se ha descubierto que las concentraciones de oxitocina endógena en el cerebro son hasta 1000 veces más altas que las concentraciones periféricas.

Tasas de ecuaciones

Eliminación de primer orden

Cronología de un proceso de decaimiento exponencial
Tiempo (t) Porcentaje del valor inicial Porcentaje de finalización
50% 50%
t½ × 2 25% 75%
t½ × 3 12,5% 87,5%
t½ × 3.322 10,00% 90,00%
t½ × 4 6,25% 93,75%
t½ × 4,322 5,00% 95,00%
t½ × 5 3,125% 96,875%
t½ × 6 1,5625% 98,4375%
t½ × 7 0,781% 99,219%
t½ × 10 0,098% 99,902%

Los medios tiempos se aplican a los procesos en los que la tasa de eliminación es exponencial. Si es la concentración de una sustancia en el tiempo , su dependencia del tiempo viene dada por

donde k es la constante de velocidad de reacción . Esta tasa de desintegración surge de una reacción de primer orden en la que la tasa de eliminación es proporcional a la cantidad de sustancia:

La vida media de este proceso es

Alternativamente, la vida media viene dada por

donde λ z es la pendiente de la fase terminal de la curva tiempo-concentración de la sustancia en una escala semilogarítmica.

La vida media está determinada por el aclaramiento (CL) y el volumen de distribución (V D ) y la relación se describe mediante la siguiente ecuación:

En la práctica clínica, esto significa que se necesitan de 4 a 5 veces la vida media para que la concentración sérica de un fármaco alcance el estado estable después de que se inicie, suspenda o cambie la dosis regular. Así, por ejemplo, la digoxina tiene una vida media (ot ½ ) de 24 a 36 h; esto significa que un cambio en la dosis tardará la mayor parte de una semana en surtir efecto. Por esta razón, los fármacos con una vida media larga (por ejemplo, amiodarona , la eliminación t ½ de alrededor de 58 días) son generalmente comenzaron con una dosis de carga para alcanzar su efecto clínico deseado más rápidamente.

Vida media bifásica

Muchos medicamentos siguen una curva de eliminación bifásica, primero una pendiente pronunciada y luego una pendiente poco profunda:

Parte de la curva STEEP (inicial) -> distribución inicial del fármaco en el organismo.
Parte PROFUNDA de la curva -> excreción final del fármaco, que depende de la liberación del fármaco desde los compartimentos tisulares hacia la sangre.

La vida media más larga se llama vida media terminal y la vida media del componente más grande se llama vida media dominante. Para obtener una descripción más detallada, consulte Farmacocinética § Modelos multicompartimentales .

Ejemplos de valores y ecuaciones

Métricas farmacocinéticas
Característica Descripción Símbolo Unidad Fórmula
Valor de ejemplo resuelto
Dosis Cantidad de fármaco administrado. Parámetro de diseño 500 mmol
Intervalo de dosificación Tiempo entre administraciones de dosis de fármaco. Parámetro de diseño 24 h
C máx. La concentración plasmática máxima de un fármaco después de su administración. Medida directa 60,9 mmol / L
t max Tiempo para alcanzar C máx . Medida directa 3,9 h
C min El más bajo ( artesa ) concentración que A llega a la droga antes de la siguiente dosis se administra. Medida directa 27,7 mmol / L
Volumen de distribucion El volumen aparente en el que se distribuye un fármaco (es decir, el parámetro que relaciona la concentración de fármaco en plasma con la cantidad de fármaco en el cuerpo). 6,0 litros
Concentración Cantidad de fármaco en un volumen de plasma dado . 83,3 mmol / L
Vida media de absorción El tiempo necesario para que el 50% de una dosis determinada de fármaco se absorba en la circulación sistémica. 1,0 h
Constante de tasa de absorción La velocidad a la que un fármaco ingresa al cuerpo por vía oral y otras vías extravasculares. 0,693  −1
Eliminación de semivida El tiempo necesario para que la concentración del fármaco alcance la mitad de su valor original. 12 h
Constante de tasa de eliminación La velocidad a la que se elimina un fármaco del organismo. 0,0578 h −1
Tasa de infusión Tasa de infusión necesaria para equilibrar la eliminación. 50 mmol / h
Área bajo la curva La integral de la curva concentración-tiempo (después de una dosis única o en estado estacionario). 1320 mmol / L · h
Autorización El volumen de plasma eliminado del fármaco por unidad de tiempo. 0,38 litros / hora
Biodisponibilidad La fracción disponible sistémicamente de un fármaco. Sin unidad 0,8
Fluctuación Fluctuación valle pico dentro de un intervalo de dosificación en estado estacionario.
dónde
41,8%

Ver también

Referencias