Vida media biológica

Vida media biológica (también conocido como vida media de eliminación , farmacológica vida media y ) de una sustancia biológica , tal como la medicación es el tiempo que toma a partir de su concentración máxima ( C _max ) a la concentración media máxima en el cuerpo humano, ^{[1] [2] [3] [4] [5] [6]} y se indica mediante la abreviatura . ^{[2] [5]}${\displaystyle T_{\frac {1}{2}}}$${\displaystyle t_{\frac {1}{2}}}$

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 . ^{[ aclaración necesaria ] [7]}

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 y farmacología porque ayuda a determinar la cantidad de medicamento que se debe tomar y la frecuencia con la que se debe tomar si se necesita una cierta cantidad promedio constantemente. Por el contrario, la estabilidad de una sustancia directamente en plasma se describe con la estabilidad plasmática que es esencial para asegurar 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 del receptor. ^[8]

Ejemplos

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. ^{[9] [10]} 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 ) ^{[ cita requerida ]} 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 para 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 a formaldehído tóxico y ácido fórmico en el cuerpo humano se puede prevenir administrando una cantidad adecuada deetanol 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 habituales

Sustancia	Vida media biológica
Adenosina	Menos de 10 segundos [ cita requerida ]
Noradrenalina	2 minutos [ cita requerida ]
Oxaliplatino	14 minutos [11]
Salbutamol	1,6 horas [ cita requerida ]
Zaleplon	1-2 horas [ cita requerida ]
Morfina	2-3 horas [ cita requerida ]
Metotrexato	3 a 10 horas (dosis más bajas), 8 a 15 horas (dosis más altas) [12]
Fenitoína	12 a 42 horas [ cita requerida ]
Metadona	15 a 72 horas En casos raros hasta 8 días [13]
Buprenorfina	16 a 72 horas [ cita requerida ]
Clonazepam	30 a 40 horas [14]
Flurazepam	19-100 horas Metabolito activo ( desflurazepam ): 1,75 a 10,4 días [ cita requerida ]
Diazepam	20-100 horas Metabolito activo ( nordazepam ): 1,5 a 8,3 días [ cita requerida ]
Donepezilo	3 días (70 horas) [15]
Fluoxetina	4-6 días Metabolito lipofílico activo ( seproxetina ): 4 a 16 días [ cita requerida ]
Vandetanib	19 días [16]
Amiodarona	25-110 días [ cita requerida ]
Dutasterida	35 días [ cita requerida ]
Bedaquilina	165 días [17]

Metales

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. ^[18]

• 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. ^{[19] [20]}
• 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. ^[21] En contraste con la administración periférica, cuando se administra por vía intranasal a través de un aerosol nasal, la oxitocina cruza de manera confiable la barrera hematoencefálica y exhibe efectos psicoactivos en humanos.^{[22] [23]} 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. ^{[24] [25]} 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. ^[21]

Evaluar ecuaciones

Artículo principal: Ecuación de tarifas

Eliminación de primer orden

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${\displaystyle C(t)}$${\displaystyle t}$

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

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: ^[26]

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

La vida media de este proceso es ^[26]

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

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:

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

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 estacionario 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. ^[26] Para una descripción más detallada, véase Farmacocinética § Modelos multicompartimentales .

Ejemplos de valores y ecuaciones

• v
• t
• mi

Métricas farmacocinéticas

Característica	Descripción	Símbolo	Unidad	Fórmula	Valor de ejemplo resuelto
Dosis	Cantidad de fármaco administrado.	${\displaystyle D}$	${\displaystyle \mathrm {mol} }$	Parámetro de diseño	500 mmol
Intervalo de dosificación	Tiempo entre administraciones de dosis de fármaco.	${\displaystyle \tau }$	${\displaystyle \mathrm {s} }$	Parámetro de diseño	24 h
C máx.	La concentración plasmática máxima de un fármaco después de su administración.	${\displaystyle C_{\text{max}}}$	${\displaystyle \mathrm {M} }$	Medida directa	60,9 mmol / L
t max	Tiempo para alcanzar C máx .	${\displaystyle t_{\text{max}}}$	${\displaystyle \mathrm {s} }$	Medida directa	3.9 horas
C min	El más bajo ( artesa ) concentración que A llega a la droga antes de la siguiente dosis se administra.	${\displaystyle C_{{\text{min}},{\text{ss}}}}$	${\displaystyle \mathrm {M} }$	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).	${\displaystyle V_{\text{d}}}$	${\displaystyle \mathrm {m} ^{3}}$	${\displaystyle {\frac {D}{C_{0}}}}$	6,0 litros
Concentración	Cantidad de fármaco en un volumen de plasma dado .	${\displaystyle C_{0},C_{\text{ss}}}$	${\displaystyle \mathrm {M} }$	${\displaystyle {\frac {D}{V_{\text{d}}}}}$	83,3 mmol / L
Vida media de absorción	El tiempo necesario para que la concentración del fármaco duplique su valor original para las vías oral y otras extravasculares. [ cita requerida ]	${\displaystyle t_{{\frac {1}{2}}a}}$	${\displaystyle \mathrm {s} }$	${\displaystyle {\frac {\ln(2)}{k_{\text{a}}}}}$	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.	${\displaystyle k_{\text{a}}}$	${\displaystyle \mathrm {s} ^{-1}}$	${\displaystyle {\frac {\ln(2)}{t_{{\frac {1}{2}}a}}}}$	0,693  −1
Eliminación de semivida	El tiempo necesario para que la concentración del fármaco alcance la mitad de su valor original.	${\displaystyle t_{{\frac {1}{2}}b}}$	${\displaystyle \mathrm {s} }$	${\displaystyle {\frac {\ln(2)}{k_{\text{e}}}}}$	12 h
Constante de tasa de eliminación	La velocidad a la que se elimina un fármaco del organismo.	${\displaystyle k_{\text{e}}}$	${\displaystyle \mathrm {s} ^{-1}}$	${\displaystyle {\frac {\ln(2)}{t_{{\frac {1}{2}}b}}}={\frac {CL}{V_{\text{d}}}}}$	0,0578 h −1
Tasa de infusión	Tasa de infusión necesaria para equilibrar la eliminación.	${\displaystyle k_{\text{in}}}$	${\displaystyle \mathrm {mol/s} }$	${\displaystyle C_{\text{ss}}\cdot CL}$	50 mmol / h
Área bajo la curva	La integral de la curva concentración-tiempo (después de una dosis única o en estado estacionario).	${\displaystyle AUC_{0-\infty }}$	${\displaystyle \mathrm {M} \cdot \mathrm {s} }$	${\displaystyle \int _{0}^{\infty }C\,\operatorname {d} t}$	1320 mmol / L · h
		${\displaystyle AUC_{\tau ,{\text{ss}}}}$	${\displaystyle \mathrm {M} \cdot \mathrm {s} }$	${\displaystyle \int _{t}^{t+\tau }C\,\operatorname {d} t}$
Autorización	El volumen de plasma eliminado del fármaco por unidad de tiempo.	${\displaystyle CL}$	${\displaystyle \mathrm {m} ^{3}/\mathrm {s} }$	${\displaystyle V_{\text{d}}\cdot k_{\text{e}}={\frac {D}{AUC}}}$	0,38 litros / hora
Biodisponibilidad	La fracción disponible sistémicamente de un fármaco.	${\displaystyle f}$	Sin unidad	${\displaystyle {\frac {AUC_{\text{po}}\cdot D_{\text{iv}}}{AUC_{\text{iv}}\cdot D_{\text{po}}}}}$	0,8
Fluctuación	Fluctuación valle pico dentro de un intervalo de dosificación en estado estacionario.	${\displaystyle \%PTF}$	${\displaystyle \%}$	${\displaystyle {\frac {C_{{\text{max}},{\text{ss}}}-C_{{\text{min}},{\text{ss}}}}{C_{{\text{av}},{\text{ss}}}}}\cdot 100\%}$ dónde ${\displaystyle C_{{\text{av}},{\text{ss}}}={\frac {1}{\tau }}AUC_{\tau ,{\text{ss}}}}$	41,8%

Ver también

• Vida media , perteneciente al concepto matemático general en física o farmacología.
• Vida media efectiva

Referencias

1. Farmacología en un semestre
2. "Definición de semivida (t½)" . InfoSIDA . 2020-02-19 . Consultado el 20 de febrero de 2020 .
3. "Farmacocinética 1 - Introducción" en YouTube
4. Curry, Stephen H. (1993). "FARMACOCINÉTICA DE LOS ANTIPSICÓTICOS". Fármacos antipsicóticos y sus efectos secundarios . Elsevier. págs. 127-144. doi : 10.1016 / b978-0-12-079035-7.50015-4 . ISBN 978-0-12-079035-7. La semivida de eliminación mide la cinética de la pérdida de fármaco del organismo en su conjunto una vez que se han alcanzado todos los equilibrios de distribución.
5. Dasgupta, Amitava; Krasowski, Matthew D. (2020). "Farmacocinética y monitorización de fármacos terapéuticos". Datos de seguimiento de fármacos terapéuticos . Elsevier. págs. 1-17. doi : 10.1016 / b978-0-12-815849-4.00001-3 . ISBN 978-0-12-815849-4. La vida media de un fármaco es el tiempo necesario para que la concentración sérica se reduzca en un 50%. Una vez que se conoce la vida media del fármaco, se puede estimar el tiempo necesario para la eliminación. Aproximadamente el 97% del fármaco se elimina en 5 vidas medias, mientras que ~ 99% se elimina en 7 vidas medias.
6. Toutain, PL; Bousquet-Melou, A. (2004). "Vida media terminal de plasma" (PDF) . Revista de Farmacología y Terapéutica Veterinaria . 27 (6): 427–439. doi : 10.1111 / j.1365-2885.2004.00600.x . PMID 15601438 . Archivado desde el original (PDF) el 20 de febrero de 2020.   Después de la administración iv, la semivida terminal es el tiempo necesario para que la concentración en plasma / sangre disminuya en un 50% una vez alcanzado el pseudo-equilibrio de distribución; luego, la semivida terminal se calcula cuando la disminución de la concentración plasmática del fármaco se debe únicamente a la eliminación del fármaco, y se aplica el término "semivida de eliminación". Por lo tanto, no es el tiempo necesario para que la cantidad de fármaco administrado disminuya a la mitad.
7. IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida online: (2006–) " Biological Half Life ". doi : 10.1351 / goldbook.B00658
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